一種步進變頻雷達通信一體化的組網(wǎng)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種步進變頻雷達通信一體化的組網(wǎng)方法，根據(jù)通信信號和步進變頻信號的不同來區(qū)分不同的雷達，不同雷達之間步進變頻信號差別很小，混頻之后是一個低頻的單頻率信號，而通信信號的載頻相對較高，因而通過不同的濾波器就可以解調(diào)出通信信息和雷達信息；利用一種雙向通信時間方法測得不同雷達之間的距離，并通過通信信息傳輸測距結(jié)果，最后建立一個基于雷達相對位置的雷達通信一體化網(wǎng)絡。
【專利說明】一種步進變頻雷達通信一體化的組網(wǎng)方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及雷達通信一體化技術，特別涉及不同雷達之間的區(qū)分和測距，適用于 固定平臺近距雷達的組網(wǎng)系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002] 雷達通信一體化是利用一個平臺和一種共享信號來進行雷達探測和數(shù)據(jù)傳輸，雷 達信號用于檢測目標和測距，通信數(shù)據(jù)用于區(qū)分雷達和傳輸測距信息，將多部雷達組合起 來形成一個網(wǎng)絡，利用多部雷達的數(shù)據(jù)得到精度更高、評估更全面準確的目標信息。雷達通 信一體化組網(wǎng)系統(tǒng)廣泛應用于預警、防空、偵查和反恐等領域，是一種典型的多傳感器系統(tǒng) 組網(wǎng)模式。不同雷達之間的區(qū)分和測距作為組網(wǎng)的核心技術之一，直接影響著雷達通信一 體化網(wǎng)絡的建立和系統(tǒng)性能的好壞。
[0003] 目前，國內(nèi)外對雷達通信一體化組網(wǎng)方法的研究已經(jīng)取得了一定的研究成果，主 要可以分為兩大類：基于擴頻技術的雷達通信一體化組網(wǎng)和基于正交頻分復用技術的雷達 通信一體化組網(wǎng)。由于擴頻技術實現(xiàn)簡單、隱蔽通信的特點，廣泛應用于車輛防撞系統(tǒng)和智 能交通運輸系統(tǒng)中，但這種雷達系統(tǒng)峰值旁瓣比容易被擴頻因子和多普勒頻移影響，而且 通信速率比較低下，如Time Domain公司的PulsON 410雷達；而正交頻分復用技術實現(xiàn)復 雜，要求的峰值平均功率比較高，對時鐘同步具有較高的要求，信號處理困難，代價極高，現(xiàn) 在仍處于研發(fā)階段，不能實際應用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種基于步進變頻信號的雷達通信一體化的組 網(wǎng)方法。
[0005] 本發(fā)明為解決上述技術問題所采用的技術方案是，一種步進變頻雷達通信一體化 的組網(wǎng)方法，包括以下步驟：
[0006] 1)網(wǎng)內(nèi)雷達間步進變頻信號同步步驟：
[0007] 1-1)指定網(wǎng)內(nèi)主雷達；
[0008] 1-2)主雷達連續(xù)發(fā)射步進變頻信號；步進變頻信號的信號頻率表示為

【權利要求】
1. 一種步進變頻雷達通信一體化的組網(wǎng)方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 網(wǎng)內(nèi)雷達間步進變頻信號同步步驟： 1-1)指定網(wǎng)內(nèi)主雷達； 1-2)主雷達連續(xù)發(fā)射步進變頻信號；步進變頻信號的信號頻率表示為
fu為主雷達的起始頻率，Λ f為頻 率步進值，L為每個頻點的持續(xù)時間，k表示頻點數(shù)變量，K為頻點總數(shù)，rect( ·)表示矩 形窗函數(shù)； 1- 3)網(wǎng)內(nèi)其余雷達均通過接收主雷達連續(xù)發(fā)射的步進變頻信號，產(chǎn)生與主雷達同步的 步進變頻信號，具體方法如下： 待同步雷達使用頻率為fu_ Λ f的單頻信號與接收到的信號fA(t)進行混頻；再對混頻 后信號使用截止頻率為η △ f的低通濾波得到低頻部分，對低頻部分采樣后再進行數(shù)字匹 配濾波得到第η個頻點的結(jié)束時間點，然后再經(jīng)過K-n個頻點的持續(xù)時間（Κ-η)?；之后待同 步雷達產(chǎn)生步進變頻信號，待同步雷達產(chǎn)生的步進頻信號的起始頻率為f^ B = fu+f^，&為 預設的當前待同步雷達與主雷達的區(qū)別頻差；&〈〈1，f。為通信數(shù)據(jù)的調(diào)制載波頻率，網(wǎng)內(nèi) 不同待同步雷達與主雷達的區(qū)別頻差均不同； 2) 雷達通信一體化信號收發(fā)步驟： 2- 1)各雷達產(chǎn)生兩幀通信數(shù)據(jù)用于存放雷達的節(jié)點識別信息和測距信息，通信數(shù)據(jù)經(jīng) 過差分編碼和展寬后調(diào)制得到通信基帶信號，將通信基帶信號與步進變頻信號的每個頻點 進行混頻產(chǎn)生發(fā)射信號； 2- 2)各雷達接收到信號后，用本地產(chǎn)生經(jīng)過同步的步進變頻信號與接收信號進行混 頻，對混頻信號進行解調(diào)恢復出通信基帶信號，再對該基帶信號進行抽樣判決后進行差分 解碼，恢復出通信數(shù)據(jù)，從而得到節(jié)點識別信息與測距信息； 3) 網(wǎng)內(nèi)兩雷達間雙向測距步驟： 網(wǎng)內(nèi)兩雷達間通過探測兩雷達之間的雙程距離時延進行針對性測距： 3- 1)測距發(fā)起方雷達發(fā)射步進變頻測距請求信號時記錄發(fā)射時間h ;步進變頻測距請 求信號中節(jié)點識別信息為測距發(fā)起方雷達節(jié)點信息，測距信息為〇 ; 3-2)測距接收方雷達接收到步進變頻信號時記錄接收時間h ; 3-3)測距接收方雷達對接收到步進變頻信號進行處理，解調(diào)出節(jié)點識別信息和測距信 息，當測距信息為〇時，測距接收方雷達產(chǎn)生步進變頻測距回復信號，從接收時間h開始， 經(jīng)過預設固定時長tw后發(fā)射回復信號；步進變頻測距回復信號中節(jié)點識別信息為測距接收 方雷達節(jié)點信息，測距信息為〇 ;所述預設固定時長tw大于步進變頻測距回復信號產(chǎn)生時 長；當測距信息不為〇時，則測距接收方雷達不回復； 3-4)測距發(fā)起方雷達接收到步進變頻信號時記錄接收時間t3，解調(diào)出節(jié)點識別信息、 測距信息，如節(jié)點識別信息為測距接收方雷達節(jié)點信息，測距信息為〇,則計算兩雷達間的 時延為
兩雷達間的距離為：d = CT ; 4) 網(wǎng)內(nèi)各雷達測得相互之間的距離之后，根據(jù)測距結(jié)果，建立雷達通信一體化網(wǎng)絡。
2. 如權利要求1所述一種步進變頻雷達通信一體化的組網(wǎng)方法，其特征在于，步驟4) 建立雷達通信一體化網(wǎng)絡的具體方法是： 4-1)設主雷達坐標為（0,0)，在除主雷達外的網(wǎng)內(nèi)雷達中確定一個X軸方向參考雷達； 當X軸方向參考雷達與主雷達的距離為1^時，確定X軸方向參考雷達的坐標為（LpO);在 除主雷達、X軸方向參考雷達之外的第三部網(wǎng)內(nèi)雷達的坐標（x 3，y3)通過以下方式確定：L2 為主雷達與第三部網(wǎng)內(nèi)雷達間的距離，L3SX軸方向參考雷達與第三部網(wǎng)內(nèi)雷達間的距離， 貝1J :
確立第三部參考雷達在Y軸的正半軸方向； 4-2)在除主雷達、X軸方向參考雷達、第三部參考雷達之外的網(wǎng)內(nèi)雷達在網(wǎng)內(nèi)的坐標 (X，y)通過以下方式確定； A為主雷達與待確定坐標的雷達間的距離，r2為X軸方向參考雷達與待確定坐標的雷 達間的距離，r3為第三部參考雷達與待確定坐標的雷達間的距離，則：
3. 如權利要求1所述一種步進變頻雷達通信一體化的組網(wǎng)方法，其特征在于，雷達通 信一體化信號收發(fā)步驟中，通信基帶信號與步進頻信號的每個頻點中進行混頻產(chǎn)生發(fā)射信 號，發(fā)射信號的每個頻點中通信基帶信號占頻點的中段。
4. 如權利要求3所述一種步進變頻雷達通信一體化的組網(wǎng)方法，其特征在于，通信數(shù) 據(jù)經(jīng)差分編碼后進行展寬后調(diào)制得到通信基帶信號d A2(t)為：
其中，dA1(t)為經(jīng)差分編碼后的通信數(shù)據(jù)。
【文檔編號】H04B1/52GK104215954SQ201410438470
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月30日 優(yōu)先權日:2014年8月30日
【發(fā)明者】崔國龍, 胡飛, 葉為, 易川, 孔令講, 易偉, 楊曉波, 姚雪 申請人:電子科技大學