基于调频波形的探测通信一体化信号设计装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于调频波形的探测通信一体化信号设计装置及方法，所述方法包括：确定调频信号波形的时频函数，确定具有正交关系的探测信号和通信信号；将所述的探测信号与通信信号时域相加混合，形成探测通信一体化信号。所述装置包括：第一确定单元，用于确定调频信号波形的时频函数；第二确定单元，用于调频率的设置，确定探测与通信信号的调频率设置；第三确定单元，用于确定具有正交关系的探测和通信信号；混合单元，用于将通信信号与探测信号相加混合，形成一体化的信号。本发明专利技术适用于雷达、无线、水声、深空、光学等技术领域，能够有效的提高现有的频率资源，提高频谱利用率，同时提高调频波形系统的能效。

【技术实现步骤摘要】
基于调频波形的探测通信一体化信号设计装置及方法
本专利技术涉及雷达、无线通信、水声通信、深空通信、光通信等
，特别涉及基于调频波形的探测通信一体化信号设计装置及方法。
技术介绍
探测技术与通信技术一直是无线通信中的热点问题。如何在单一平台上集成探测与通信功能的一体化技术，成为研究的热点问题。这样的装置会使得整体造价降低，是未来组件网络中心站应用的必备品。虽然探测与通信技术在功能、硬件和软件上存在显著的区别，但是也存在很多的相似之处，例如：探测与通信技术都有发送和接收过程，两者也都有发射机，天线部分，接收机和信号处理部分等装置。因此探测与通信技术两者在一定程度上集成是可行的。随着信息技术的不断发展，特别是电子元器件的发展与SDR器件、DDS器件的不断涌现，把不同类型的和不同用途的电子装置结合，构成综合的一体化装置，是提高系统的综合效能，适应未来发展的趋势之一。国内在探测与通信一体化方面的研究还处于研究起步阶段。相关的关于探测技术波形与通信波形一体化的设计方面，利用软件无线电技术将通信技术与探测技术实现有效的结合，具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于调频波形的探测通信一体化信号设计装置及方法，以解决现有的效率问题，提高系统的效能与技术能力。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于调频波形的探测通信一体化信号设计装置，包括：第一确定单元：用于确定调频波形的时频函数；第二确定单元：根据确定的调频波形的时频函数，设置不同调频映射规则的调频率与调频间隔；第三确定单元：用于根据上述函数产生具正交关系的探测信号与通信信号；混合单元：用于将探测信号与通信信号混合产生一体化信号。优选地，所述的第一确定单元包括：第一确定模块：用于确定调频波形系统中可以设置的系统频率带宽；参数设置模块：根据探测需求，设置频率的变化规律；根据通信速率的要求与鲁棒性性能指标，调节频率的变化率与变化间隔；第二确定模块：用于产生一种调频变化的信号。优选地，所述第一确定模块需要提前根据使用环境与应用的要求，确定合理的通信频率范围与探测频率范围段，使通信频率范围与探测频率范围正交以达到信息隐蔽效果。优选地，所述的第二确定单元包括：第三确定模块：用于探测固定调频斜率或固定连续变化的调频斜率的调频信号作为探测信号；根据应用需求或者速率需求或者鲁棒性性能指标确定通信调频率变化规则；第四确定模块：用于根据上述的探测与通信的需求，实现一定条件下的调频率设置。优选地，所述的第三确定单元包括：第一形成模块：用于前半部分带宽的探测信号具有固定或者具有一定规律变化的探测参数设置与探测信号波形形成；用于后半部分带宽的通信信号具有满足一定需求的符号映射规律的通信信号波形产生；第二形成模块：用于将探测信号与通信信号波形混合，形成传输的探测和通信一体化信号。本专利技术还提供一种基于调频波形的探测通信一体化信号设计装置的方法，其特征在于，具体为：确定调频波形的时频函数表达式；根据确定的时频函数，确定探测的调频率与函数关系；根据确定的函数关系，确定具有正交关系的探测信号与通信信号；将所述的探测信号与通信信号混合相加，形成探测通信信号一体化信号。优选地，所述确定调频波形的时频函数具体包括：确定调频波形系统中可使用的频率带宽；根据所要使用频率带宽与调频函数特有的时间频率关系，实现对于要使用函数的频率关系的设置；确定使用调频函数的类型。优选地，确定系统中已被占用的频率带宽，根据环境探测与系统设计的要求，确定需要设计的系统带宽。优选地，根据应用需求或者速率需求或者鲁棒性性能指标确定通信调频率变化规则，制定根据调频率与调频间隔变化的符号映射方法；符号映射根据比特或者符号来实现，根据变化的量实现调制的阶数，通过增大间隔降低符号映射的数量以提高系统的鲁棒性。优选地，根据调频率设置，通过固定规律的调频率设置，实现探测调频率的固定调制生产方法；根据信息比特的符号映射规律，通过与调频间隔与调频率的一一对应关系，实现比特或者符号的与调制一一对应的符号映射关系，将生产的探测信号与通信信号相结合形成一体化信号。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：本专利技术提供的装置与方法，根据应用需求确定的系统带宽，确定探测信号与通信信号的调频率和调频间距，并根据应用需求和环境，确定波形参数。确定探测与通信的调频信号后，将所述的探测与通信信号混合，形成探测和通信一体化信号。能够有效的提高现有的频率资源，提高频谱利用率，同时提高系统能效。附图说明图1为本专利技术提供的基于调频波形的探测通信一体化信号设计方法流程图；图2为图1中的s101流程图；图3为图1中的s102流程图；图4为本专利技术提供的探测和通信一体化信号的发射机的结构示意图；图5为本专利技术提供的基于调频波形的探测通信一体化信号设计装置的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术针对现有的频谱利用率低，探测和通信往往任务分离的问题，提供一种基于调频波形的探测和通信一体化信号设计方法及装置。如图1所示，为本专利技术提供的基于调频波形的探测和通信一体化信号设计方法流程图；包括：s101：确定调频波形系统所需要使用的带宽频率范围；s102：根据需要的调频频率范围，确定探测信号生产规则和通信信号映射规则；s103：根据环境和系统要求，确定生产的探测信号波形和通信信号波形；s104：将所述的探测信号和通信信号混合或者时域衔接，形成探测和通信一体化信号。本专利技术实施所述的调频波形的探测和通信一体化信号设计方法，根据设计的频率带宽关系，确定调频的范围和参数，设计具有正交关系的探测波形和通信波形，并将所述的探测波形和通信波形信号混合或者时域衔接，形成一体化的探测和通信信号。就能够有效的提高现有的频谱资源，提高频谱利用率，降低装置的功耗。请参阅图2所示，所述s101包括：s1011：确定系统可以使用的频率范围；s1012：根据系统可以应用的频率范围和使用环境的特性，确定探测信号的调频率的变化规则和通信信号调频率的变化规则；s1013：确定可以使用的探测信号的调频率为固定值或者按照固定规则变化的调频函数；通信信号根据符号速率与环境应用要求，确定选择一定数量调频率的调频函数，如权利要求里面描述所述的要求一致。本专利技术实施汇总，确定系统中可以使用的频率带宽为W，把其频率范围分成两段，分别为低频段的探测信号段和高频段的通信信号段，其起始频率分别为：fl和fh；其调频率的大小使用规则为：探测信号为固定调频率，一般为线性或者双曲调频，通信信号的调频率需要根据系统和环境的特性要求选择，一般情形下，多普勒值小的环境应用线性或者低阶调频信号，多普勒高的应用高阶和非线性调频信号；多径环境严重应用调频间距大的信号，多径环境不明显应用调频范围的自由度比较高。参看图3所示，所述s102包括：s1021：根据系统需要的频率范围和环境特性，确定探测信号需要的调频率与变化规则；同时确定通信信号的调频率和变换参数设置；s1022：根据探测信号和通信信号的应用目的的区别，其探测信号一般为固定信号形式或者固定规律变化的调频信号，其通信信号根据调频变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于调频波形的探测通信一体化信号设计装置，其特征在于，包括：第一确定单元：用于确定调频波形的时频函数；第二确定单元：根据确定的调频波形的时频函数，设置不同调频映射规则的调频率与调频间隔；第三确定单元：用于根据上述函数产生具正交关系的探测信号与通信信号；混合单元：用于将探测信号与通信信号混合产生一体化信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于调频波形的探测通信一体化信号设计装置，其特征在于，包括：第一确定单元：用于确定调频波形的时频函数；第二确定单元：根据确定的调频波形的时频函数，设置不同调频映射规则的调频率与调频间隔；第三确定单元：用于根据上述函数产生具正交关系的探测信号与通信信号；混合单元：用于将探测信号与通信信号混合产生一体化信号。2.根据权利要求1所述的基于调频波形的探测通信一体化信号设计装置，其特征在于，所述的第一确定单元包括：第一确定模块：用于确定调频波形系统中可以设置的系统频率带宽；参数设置模块：根据探测需求，设置频率的变化规律；根据通信速率的要求与鲁棒性性能指标，调节频率的变化率与变化间隔；第二确定模块：用于产生一种调频变化的信号。3.根据权利要求2所述的基于调频波形的探测通信一体化信号设计装置，其特征在于，所述第一确定模块需要提前根据使用环境与应用的要求，确定合理的通信频率范围与探测频率范围段，使通信频率范围与探测频率范围正交以达到信息隐蔽效果。4.根据权利要求3所述的基于调频波形的探测通信一体化信号设计装置，其特征在于，所述的第二确定单元包括：第三确定模块：用于探测固定调频斜率或固定连续变化的调频斜率的调频信号作为探测信号；根据应用需求或者速率需求或者鲁棒性性能指标确定通信调频率变化规则；第四确定模块：用于根据上述的探测与通信的需求，实现一定条件下的调频率设置。5.根据权利要求4所述的基于调频波形的探测通信一体化信号设计装置，其特征在于，所述的第三确定单元包括：第一形成模块：用于前半部分带宽的探测信号具有固定或者具有一定规律变化的探测参...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄清华，周小平，晏华华，
申请(专利权)人：厦门声戎科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35