本发明专利技术提供一种基于chirp波形的雷达-通信一体化信号设计方法及装置，有助于提高频率的利用率。所述方法包括：确定chirp波形的瞬时频率函数；确定自适应的chirp波形；根据所述自适应的chirp波形，确定具有正交关系的雷达信号和通信信号；将所述雷达信号和所述通信信号相加混合，形成雷达-通信一体化信号。所述装置包括：第一确定单元，用于确定chirp波形的瞬时频率函数；第二确定单元，用于确定自适应的chirp波形；第三确定单元，用于根据所述自适应的chirp波形，确定具有正交关系的雷达信号和通信信号；混合单元，用于将所述雷达信号和所述通信信号相加混合，形成雷达-通信一体化信号。本发明专利技术适用于雷达和无线通信技术领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及雷达和无线通信
，特别是指一种基于chirp波形的雷达-通信一体化信号设计方法及装置。
技术介绍
雷达和无线通信都有各自独立的研究领域。一方面，雷达系统试图在杂波和噪声环境中，实现更好的目标识别和系统参量估计；另一方面，通信系统关注于如何在复杂的约束条件下，通过噪声信道传递尽可能多的信息。近年来，在单一平台上集成雷达和通信的功能，成为研究的热点。这样的装置造价低，是未来建立环境感知和无中心自组织的多跳无线网络(adhoc)通信链路等智能监视应用的必备品。虽然雷达和通信系统在功能、硬件和软件上存在显著的差别，但也存在着许多的相似之处，例如：雷达和通信系统均包含电磁波的发射和接收过程；二者的分系统都有发射机、天线、接收机和信号处理器等装置。因此，雷达和通信系统一体化从硬件上是可行的。随着信息技术的迅速发展，把不同类别和用途的电子装置有机结合，构成综合的一体化装置，进而提高系统的综合效能，这是适应未来发展的趋势之一。国内在雷达-通信一体化方面的研究还处于起步阶段。相关文献分析了雷达-通信一体化的可行性，研究了在保持或很少影响雷达系统性能的前提下,利用软件无线电技术将通信功能加载到现有的雷达系统中,实现雷达与通信功能的综合一体化设计，但是在使用常规无线电技术对雷达-通信一体化信号进行设计时，频谱利用不合理，整体频谱利用率低。目前，频谱资源稀缺，与常规无线电技术相比，超宽带技术(Ultra-WidebandTechnology,UWB)具有频谱利用率高、抗干扰、抗衰落、速率高、容量大、功率低等优点，在无线电通信、雷达、精确定位和成像等领域潜在的应用前景日益受到人们的关注，因此，探索和开展超宽带技术在雷达和通信系统一体化中的应用，对于提高系统的整体性能，改进装置的一体化水平，强化系统的信息优势等方面，都将具有重要的现实意义。超宽带技术的实现方式大致可以分为三类：1.冲激无线电超宽带(ImpulseRadio-UWB，IR-UWB)，该方式以冲激脉冲作为信息的载体；2.多频带超宽带(Multiband-UWB，MB-UWB)，该方式利用正交频分复用技术扩展信号的带宽；3.啁啾(chirp)超宽带，该方式采用线性调频信号作为信息载体。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于chirp波形的雷达-通信一体化信号设计方法及装置，以解决现有技术所存在的频谱利用不合理，整体频谱利用率低的问题。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种基于chirp波形的雷达-通信一体化信号设计方法，包括：确定chirp波形的瞬时频率函数；根据确定的所述瞬时频率函数，确定自适应的chirp波形；根据所述自适应的chirp波形，确定具有正交关系的雷达信号和通信信号；将所述雷达信号和所述通信信号相加混合，形成雷达-通信一体化信号。可选地，所述确定chirp波形的瞬时频率函数包括：确定系统中已被占用的频率带宽；根据所述已被占用的频率带宽及chirp波形特有的时间-频率关系对常规chirp波形的瞬时频率函数进行改进；确定改进后的chirp波形的瞬时频率函数f'(t)：f′(t)=fl+fil-flTfrat,0≤t≤Tfrafih+fh-fihT-Tfra(t-Tfra),Tfra≤t≤T]]>其中，fl和fh分别是美国联邦通信委员会规定的超宽带系统工作频率带宽的最低值和最高值，fil和fih分别是所述系统工作频率带宽的最低值和最高值，T表示chirp脉冲的持续时间。可选地，所述确定系统中已被占用的频率带宽包括：根据先验知识及系统感知的无线电环境，确定所述系统中已被占用的频率带宽。可选地，所述根据确定的所述瞬时频率函数，确定自适应的chirp波形包括：根据改进后的所述chirp波形的瞬时频率函数，确定自适应的chirp波形的线性调频斜率；根据所述线性调频斜率，确定所述自适应的chirp波形的表达式。可选地，所述根据所述自适应的chirp波形，确定具有正交关系的雷达信号和通信信号包括：通过信号频率随时间线性增加的Chirp信号(Up-chirp)滤波器将所述自适应的chirp波形转化为Up-chirp波形，所述Up-chirp波形为雷达信号；将超宽带调制后的通信数据与通过信号频率随时间线性减小的Chirp信号(Down-chirp)滤波器的所述自适应的chirp波形相结合形成通信信号。另一方面，本专利技术实施例还提供一种基于chirp波形的雷达-通信一体化信号设计装置，包括：第一确定单元：用于确定chirp波形的瞬时频率函数；第二确定单元：用于根据确定的所述瞬时频率函数，确定自适应的chirp波形；第三确定单元：用于根据所述自适应的chirp波形，确定具有正交关系的雷达信号和通信信号；混合单元：用于将所述雷达信号和所述通信信号相加混合，形成雷达-通信一体化信号。可选地，所述第一确定单元包括：第一确定模块：用于确定系统中已被占用的频率带宽；改进模块：用于根据所述已被占用的频率带宽及chirp波形特有的时间-频率关系对常规chirp波形的瞬时频率函数进行改进；第二确定模块：用于确定改进后的chirp波形的瞬时频率函数f'(t)：f′(t)=fl+fil-flTfrat,0≤t≤Tfrafih+fh-fihT-Tfra(t-Tfra),Tfra≤t≤T]]>其中，fl和fh分别是美国联邦通信委员会规定的超宽带系统工作频率带宽的最低值和最高值，fil和fih分别是所述系统工作频率带宽的最低值和最高值，T表示chirp脉冲的持续时间。可选地，所述第一确定模块：还用于根据先验知识及系统感知的无线电环境，确定所述系统中已被占用的频率带宽。可选地，所述第二确定单元包括：第三确定模块：用于根据改进后的所述chirp波形的瞬时频率函数，确定自适应的chirp波形的线性调频斜率；第四确定模块：用于根据所述线性调频斜率，确定所述自适应的chirp波形的表达式。可选地，所述第三确定单元包括：第一形成模块：用于通过Up-chirp滤波器将所述自适应的chirp波形转化为Up-chirp波形，所述Up-chirp波形为雷达信号；第二形成模块：用于将超宽带调制后的通信数据与通过Down-chirp滤波器的所述自适应的chirp波形相结合形成通信信号。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：上述方案中，根据确定的所述瞬时频率函数，确定自适应的chirp波形，并根据所述自适应的chirp波形，确定具有正交关系的雷达信号和通信信号，且将所述雷达信号和所述通信信号相加混合，形成雷达-通信一体化信号。这样，根据chirp超宽带技术产生的自适应的chirp波形确定具有正交关系的雷达信号和通信信号，并根据所述雷达信号和所述通信信号形成雷达-通信本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于chirp波形的雷达‑通信一体化信号设计方法，其特征在于，包括：确定chirp波形的瞬时频率函数；根据确定的所述瞬时频率函数，确定自适应的chirp波形；根据所述自适应的chirp波形，确定具有正交关系的雷达信号和通信信号；将所述雷达信号和所述通信信号相加混合，形成雷达‑通信一体化信号。
【技术特征摘要】
1.一种基于chirp波形的雷达-通信一体化信号设计方法，其特征在于，
包括：
确定chirp波形的瞬时频率函数；
根据确定的所述瞬时频率函数，确定自适应的chirp波形；
根据所述自适应的chirp波形，确定具有正交关系的雷达信号和通信信号；
将所述雷达信号和所述通信信号相加混合，形成雷达-通信一体化信号。
2.根据权利要求1所述的基于chirp波形的雷达-通信一体化信号设计方
法，其特征在于，所述确定chirp波形的瞬时频率函数包括：
确定系统中已被占用的频率带宽；
根据所述已被占用的频率带宽及chirp波形特有的时间-频率关系对常规
chirp波形的瞬时频率函数进行改进；
确定改进后的chirp波形的瞬时频率函数f'(t)：
f′(t)=fl+fil-flTfrat,0≤t≤Tfrafih+fh-fihT-Tfra(t-Tfra),Tfra≤t≤T]]>其中，fl和fh分别是美国联邦通信委员会规定的超
宽带系统工作频率带宽的最低值和最高值，fil和fih分别是所述系统工作频率带
宽的最低值和最高值，T表示chirp脉冲的持续时间。
3.根据权利要求2所述的基于chirp波形的雷达-通信一体化信号设计方
法，其特征在于，所述确定系统中已被占用的频率带宽包括：
根据先验知识及系统感知的无线电环境，确定所述系统中已被占用的频率
带宽。
4.根据权利要求2所述的基于chirp波形的雷达-通信一体化信号设计方
法，其特征在于，所述根据确定的所述瞬时频率函数，确定自适应的chirp波
\t形包括：
根据改进后的所述chirp波形的瞬时频率函数，确定自适应的chirp波形的
线性调频斜率；
根据所述线性调频斜率，确定所述自适应的chirp波形的表达式。
5.根据权利要求1或4所述的基于chirp波形的雷达-通信一体化信号设
计方法，其特征在于，所述根据所述自适应的chirp波形，确定具有正交关系
的雷达信号和通信信号包括：
通过Up-chirp滤波器将所述自适应的chirp波形转化为Up-chirp波形，所
述Up-chirp波形为雷达信号；
将超宽带调制后的通信数据与通过Down-chirp滤波器的所述自适应的
chirp波形相结合形成通信信号。
6.一种基于chirp波形的...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈月云，高伟，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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