【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及雷达探测领域和无线通信领域，尤其涉及航空航天系统中需要同时进行雷达探测和无线通信的相关设备，是一种在线性调频(lfm)体制雷达上基于连续相位调制(cpm)的雷达通信一体化信号工程实施方法。
技术介绍
1、雷达通信一体化波形是实现雷达通信一体化的关键技术。在传统的应用平台当中，系统的雷达探测功能和通信功能往往是完全独立的。目前各种移动设备朝着小型化、智能化的趋势发展，这就需要将雷达功能和通信功能集成到同一波形、同一发射和同一接收处理设备当中，从而提高系统的频谱利用率，减少设备的体积、成本和能耗。雷达通信一体化系统工作的体制一般分为三类，即分时工作体制，分波束工作体制和同时工作体制。其中，一体化程度最高、系统设计最复杂的是同时工作体制。
2、分时体制的雷达通信一体化系统，其雷达系统和通信系统使用的天线均为雷达天线，不同之处在于发射机和接收机工作状态。当分时体制的雷达通信一体化系统进行通信功能时，发射机通过开关控制选择通信发射机进行通信功能，当通信功能完成后，通过开关切换到雷达发射机，继续进行雷达探测功能。
3、分波束体制的雷达通信一体化系统，主要基于相控阵雷达体制，具备阵列天线，能够通过调整天线阵列形成多波束。雷达探测功能和通信功能分别加载在不同的波束上，实现分波束体制的雷达通信一体化发射。分波束体制解决了分时体制中雷达探测在进行通信工作时具有较大盲区的问题，提高了系统的时间利用率，并集成了不同的系统。
4、同时工作体制的雷达通信一体化系统，即雷达探测和通信共用波形，设计出能够同时满
技术实现思路
1、本专利技术的专利技术目的在于提供一种基于连续相位调制的雷达通信一体化系统，通过设计一体化波形的帧结构、发射链路模块和接收链路模块，完成一体化波形在开发板上移植方案设计，支撑一体化波形的工程化应用。
2、本专利技术的专利技术目的通过以下技术方案实现：
3、一种基于连续相位调制的雷达通信一体化系统，采用fpga芯片，包含发射链路模块和接收链路模块。发射链路模块和接收链路模块分别根据基于连续相位调制的雷达通信一体化信号进行发射和接收处理。基于连续相位调制的雷达通信一体化信号的帧结构为等间隔脉冲信号，一帧内各脉冲信号的重复频率相同；每个lfm脉冲信号的占空比为10％～25％，在一个lfm脉冲宽度内，每个lfm信号调制256bit数据，其中64bit调制为cpm信号；在一帧数据中，前2个脉冲为长码帧头，后面的n个脉冲为数据帧体，每个长码帧头中包含64bit的长码序列，接收链路模块利用前后相邻的两个长码帧头的各64bit的长码序列数据进行相关计算频偏并校正。
4、较佳地，发射链路模块先通过lfm信号产生模块和cpm信号产生模块分别生成lfm信号和cpm信号，再利用循环编码阵列发射的基准信号的频带与频带内能量辐射值空域中的角度对应关系，确定接收链路模块对应的循环编码阵列发射信号频段，并在该频段进行相位调制，生成雷达通信一体化信号。
5、较佳地，lfm信号产生模块通过预先生成的查找表根据信号参数分别产生iq两路线性调频波形，再合成一路，形成雷达通信一体化信号中的lfm信号。
6、较佳地，cpm信号产生模块中根据输入的信息做滑窗移动，通过查找表的方式对每次取cpm信号的相关长度l＝2两个新点的相位值和前面累积的输入信息的相位和进行求和，根据求和后的值，归一化到(-π,π)的空间，然后用cordic ip核做cos(θ)+sin*(θ)或-cos(θ)-sin*(θ)的运算，调制cpm信号。
7、较佳地，cpm信号产生模块中的查找表，存储了包括不同cpm信号的调制指数h下的角度、相位、相位初始化和角度初始化值，以及在中间进行卷积的运算中不同h的cpm调制的固定相位值和卷积相位值。
8、较佳地，发射链路模块在lfm信号产生模块和cpm信号产生模块分别生成lfm信号和cpm信号后，先做时延/相位对齐操作后再对两者进行复乘输出，之后即可得到基于连续相位调制的雷达通信一体化信号。
9、较佳地，接收链路模块主要包括lfm信号处理模块和cpm信号处理模块；
10、lfm信号处理模块对基于连续相位调制的雷达通信一体化信号进行脉冲压缩、多脉冲相干积累，分别输出目标的距离信息和多普勒信息；
11、在cpm信号处理模块中，首先对接收的雷达通信一体化信号进行去调频，并去除信号中的直流分量；然后在频偏估计模块中通过长码检测捕获帧结构中的长码序列，并通过前后两个脉冲中的长码序列的互相关完成频偏校正；在cpm解调模块中，通过lfm信号脉冲压缩找到cpm信号的起始位置，然后基于滑窗相关解调算法对不同脉冲中cpm数据搜索l＝2的空间子相位，通过和输入的cpm信号的子空间相位做相关运算，比较这四组值的大小，输出判决符号。
12、较佳地，频率估计模块设计利用长码进行频偏估计和校正，并采用双滑动分组检测技术做长码检测，捕获长码序列；完成量化幅值归一化计算处理之后，分别取前一个脉冲64位长码序列的延迟和后一个脉冲64位长码序列的共轭值进行相关运算，计算互相关结果的角度坐标，并使用cordic ip核计算弧度，最后和前面缓存在ram中的采样输入值做频偏校正计算，输出校正后的iq数据。
13、较佳地，cpm解调模块从去lfm调制的脉冲信号中根据设定好的发射角度找到cpm信号的起始位置，然后把脉冲中的cpm信号存储到ram中；在基于滑窗相关解调算法中，首先读出上述ram中的cpm信号，然后计算l＝2空间搜索的子相位，然后和前面累积的相位值进行计算，这样得到l＝2的所有四组不同子空间相位，然后和输入的cpm信号的子空间相位做相关运算，比较这四组值的大小，然后输出判决符号。
14、较佳地，cpm信号处理模块中二组cpm解调模块进行滑动窗口相关解调算法。
15、本专利技术的有益效果在于：
16、1、基于连续相位调制的雷达通信一体化系统通过类比ieee802.11a标准的帧结构，完成了雷达通信一体化的帧结构设计，针对等间隔的脉冲数据传输方式，通过计算相邻脉冲间帧头部分的互相关实现信号频偏估计和校正；
17、2、基于滑窗的cpm调制和解调方法综合考虑了cpm解调算法的复杂度和解调算法性能，在降低算法模块复杂度使算法具备工程可实现性的情况下，保障了cpm解调的误码率性能；
18、3、探测波形匹配滤波过程本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于连续相位调制的雷达通信一体化系统，采用FPGA芯片，包含发射链路模块和接收链路模块，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种基于连续相位调制的雷达通信一体化系统，其特征在于发射链路模块先通过LFM信号产生模块和CPM信号产生模块分别生成LFM信号和CPM信号，再利用循环编码阵列发射的基准信号的频带与频带内能量辐射值空域中的角度对应关系，确定接收链路模块对应的循环编码阵列发射信号频段，并在该频段进行相位调制，生成雷达通信一体化信号。
3.根据权利要求2所述的一种基于连续相位调制的雷达通信一体化系统，其特征在于LFM信号产生模块通过预先生成的查找表根据信号参数分别产生IQ两路线性调频波形，再合成一路，形成雷达通信一体化信号中的LFM信号。
4.根据权利要求2所述的一种基于连续相位调制的雷达通信一体化系统，其特征在于CPM信号产生模块中根据输入的信息做滑窗移动，通过查找表的方式对每次取CPM信号的相关长度L＝2两个新点的相位值和前面累积的输入信息的相位和进行求和，根据求和后的值，归一化到(-π,π)的空间，然后用CORDIC IP核做c
5.根据权利要求4所述的一种基于连续相位调制的雷达通信一体化系统，其特征在于在CPM信号产生模块中的查找表，存储了包括不同CPM信号的调制指数h下的角度、相位、相位初始化和角度初始化值，以及在中间进行卷积的运算中不同h的CPM调制的固定相位值和卷积相位值。
6.根据权利要求2所述的一种基于连续相位调制的雷达通信一体化系统，其特征在于发射链路模块在LFM信号产生模块和CPM信号产生模块分别生成LFM信号和CPM信号后，先做时延/相位对齐操作后再对两者进行复乘输出，之后即可得到基于连续相位调制的雷达通信一体化信号。
7.根据权利要求1所述的一种基于连续相位调制的雷达通信一体化系统，其特征在于接收链路模块主要包括LFM信号处理模块和CPM信号处理模块；
8.根据权利要求7所述的一种基于连续相位调制的雷达通信一体化系统，其特征在于频率估计模块设计利用长码进行频偏估计和校正，并采用双滑动分组检测技术做长码检测，捕获长码序列；完成量化幅值归一化计算处理之后，分别取前一个脉冲64位长码序列的延迟和后一个脉冲64位长码序列的共轭值进行相关运算，计算互相关结果的角度坐标，并使用CORDIC IP核计算弧度，最后和前面缓存在RAM中的采样输入值做频偏校正计算，输出校正后的IQ数据。
9.根据权利要求7所述的一种基于连续相位调制的雷达通信一体化系统，其特征在于CPM解调模块从去LFM调制的脉冲信号中根据设定好的发射角度找到CPM信号的起始位置，然后把脉冲中的CPM信号存储到RAM中；在基于滑窗相关解调算法中，首先读出上述RAM中的CPM信号，然后计算L＝2空间搜索的子相位，然后和前面累积的相位值进行计算，这样得到L＝2的所有四组不同子空间相位，然后和输入的CPM信号的子空间相位做相关运算，比较这四组值的大小，然后输出判决符号。
10.根据权利要求7所述的一种基于连续相位调制的雷达通信一体化系统，其特征在于CPM信号处理模块中有二组CPM解调模块进行滑动窗口相关解调算法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于连续相位调制的雷达通信一体化系统，采用fpga芯片，包含发射链路模块和接收链路模块，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种基于连续相位调制的雷达通信一体化系统，其特征在于发射链路模块先通过lfm信号产生模块和cpm信号产生模块分别生成lfm信号和cpm信号，再利用循环编码阵列发射的基准信号的频带与频带内能量辐射值空域中的角度对应关系，确定接收链路模块对应的循环编码阵列发射信号频段，并在该频段进行相位调制，生成雷达通信一体化信号。
3.根据权利要求2所述的一种基于连续相位调制的雷达通信一体化系统，其特征在于lfm信号产生模块通过预先生成的查找表根据信号参数分别产生iq两路线性调频波形，再合成一路，形成雷达通信一体化信号中的lfm信号。
4.根据权利要求2所述的一种基于连续相位调制的雷达通信一体化系统，其特征在于cpm信号产生模块中根据输入的信息做滑窗移动，通过查找表的方式对每次取cpm信号的相关长度l＝2两个新点的相位值和前面累积的输入信息的相位和进行求和，根据求和后的值，归一化到(-π,π)的空间，然后用cordic ip核做cos(θ)+sin*(θ)或-cos(θ)-sin*(θ)的运算，调制cpm信号。
5.根据权利要求4所述的一种基于连续相位调制的雷达通信一体化系统，其特征在于在cpm信号产生模块中的查找表，存储了包括不同cpm信号的调制指数h下的角度、相位、相位初始化和角度初始化值，以及在中间进行卷积的运算中不同h的cpm调制的固定相位值和卷积相位值。
6.根据权利要求2所述的一种基于连续相位调制的雷达通信...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴传章，徐丰，张海辉，
申请(专利权)人：中国航空无线电电子研究所，
类型：发明
国别省市：
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