雷达通信一体化接收机载波同步方法技术

雷达通信一体化发射机产生的脉冲信号由两段时间上连续的波形S1(t)和S2(t)构成，第一段波形是一个以伪随机码为基带信号的BPSK信号，第二段波形是以线性调频信号为载波的数字调制信号。雷达通信一体化接收机包括载波同步支路，雷达接收支路，通信接收支路三个并行结构。载波同步支路在第一时间段，通过COSTAS环产生本地相干载波G1(t)＝cos(2πfct)和G2(t)＝sin(2πfct)，解调出伪随机码，与本地伪随机码比对，确定两段信号衔接时刻t0；从t0时刻开始，接收机载波同步支路参数固定，产生频率稳定和相位连续的G1(t)和G2(t)，同时结合已知的线性调频信号参数μ，通过复数乘法器产生第二时间段通信接收支路需要的本地相干载波Z1(t)和Z2(t)。本发明专利技术可以应用于雷达通信一体化技术领域。

【技术实现步骤摘要】
雷达通信一体化接收机载波同步方法
本专利技术涉及到雷达通信一体化领域，具体涉及到一种雷达通信一体化接收载波同步方法。技术背景雷达通信一体化技术中，发射机采用一体化波形设计，即把雷达线性调频信号，作为通信调制的载波信号，最后，发射机产生携带通信信息的数字调制脉冲波形。该波形可以表示为S＝A·a(t)·cos(2πfct+πμt2)-A·b(t)·sin(2πfct+πμt2)，其中，a(t)和b(t)为同相支路和正交支路基带信号，cos(2πfct+πμt2)和sin(2πfct+πμt2)为线性调频载波信号，A为幅度。而雷达通信一体化接收机中，通常存在两路并行接收支路，一路作为雷达接收处理，一路作为通信接收处理。其中，雷达接收处理采用传统匹配滤波器方式完成对线性调频信号的脉冲压缩，而通信接收处理采用相干解调方式完成信号的解调。对于通信接收支路，进行相干解调需要产生一个本地相干载波。对于传统固定载波频率的数字调制通信信号，采用COSTAS环获取本地同步载波。但对于雷达通信一体化波形而言，由于接收信号是脉冲波形，同时，信号载波是线性调频信号，其频率是时变的，所以，雷达通信一体化接收机中的通信接收处理无法通过COSTAS环产生本地相干载波。通过对发射波形设计，并在接收机中针对设计波形进行信号处理，可以实现雷达通信一体化接收机中通信接收支路的载波同步。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：雷达通信一体化接收机中，通信接收处理无法采用COSTAS环产生本地相干载波。解决该技术问题的方案是一种雷达通信一体化接收机载波同步方法，其特征在于：雷达通信一体化发射机产生的脉冲信号由两段时间上连续的波形S1(t)和S2(t)构成，第一段长度为T1，第二段长度为T2；第一段波形是一个以伪随机码c(t)为基带信号的BPSK调制信号，其中基带伪随机码c(t)长度为T1，载波频率为fc，输出波形为S1(t)＝A·c(t)·cos(2πfct)，A表示信号幅度；第二段波形是以线性调频信号为载波的数字调制信号，其中同相支路基带信号为a(t)，长度为T2，正交支路基带信号为b(t)，长度为T2，载波频率为fc+μt，输出波形为S2(t)＝A·a(t)·cos(2πfct+πμt2)-A·b(t)·sin(2πfct+πμt2)；雷达通信一体化接收机包括载波同步支路，雷达接收支路，通信接收支路三个并行结构；雷达通信一体化接收机接收信号由两段时间上连续的波形R1(t)和R2(t)构成，R1(t)长度为T1，R2(t)长度为T2，分别对应发射信号S1(t)和S2(t)；雷达通信一体化接收机在R1(t)时间段，只有载波同步支路工作，该支路实现对BPSK信号的解调：一方面通过由COSTAS环构成的载波同步电路，产生相干本地载波信号G1(t)＝cos(2πfct)和G2(t)＝sin(2πfct)，另一方面，通过把解调输出的伪随机码c(t)和本地存储的伪随机进行c(t)比对，确定两段信号R1(t)和R2(t)的衔接时刻t0；从t0时刻开始，雷达通信一体化接收机进入R2(t)时间段，载波同步支路，雷达接收支路，通信接收支路同时工作；载波同步支路中，COSTAS环参数固定，持续产生固定频率fc和连续相位的正弦信号G1(t)和G2(t)，同时结合线性调频信号已知的确定参数μ，通过复数乘法器，产生本地相干载波Z1(t)＝cos(2πfct+πμt2)和Z2(t)＝sin(2πfct+πμt2)；Z1(t)和Z2(t)被传递给通信接收支路，作为雷达通信一体化信号R2(t)的本地相干载波，实现相干解调。本专利技术的有益效果是解决了雷达通信一体化接收机中，提取通信接收支路所需的相干载波，实现接收机载波同步的问题。本专利技术可以应用于雷达通信一体化
附图说明图1雷达通信一体化接收机结构框图图2雷达通信一体化发射波形时间关系示意图图3雷达通信一体化接收机载波同步支路结构框图具体实施方法在雷达通信一体化技术中，发射机发射雷达通信一体化波形，雷达接收机则实现对一体化波形的雷达脉冲检测和通信信号接收。如图1所示，接收机包括天线，射频前端，以及并行的载波同步支路、雷达接收支路和通信接收支路三个并行处理模块。三个并行支路的输入由于是中频信号，所以，可以通过ADC把接收模拟信号转换为数字信号，在数字域完成雷达和通信接收工作。三个支路中，载波同步支路功能是提供给通信接收支路所需的本地相干载波，从而实现对通信信号的相干解调。为了在接收机中获取通信接收支路需要的本地相干载波，在对发射机波形设计时，增加一段辅助信号。此时，雷达通信一体化发射机产生的脉冲信号由两段时间上连续的波形S1(t)和S2(t)构成，第一段长度为T1，第二段长度为T2，如图2所示。其中，第一段波形S1(t)就是为了实现载波同步而增加的辅助信号，它是一个以伪随机码c(t)为基带信号的BPSK调制信号，其中基带伪随机码c(t)长度为T1，载波频率为fc，输出波形为S1(t)＝A·c(t)·cos(2πfct)，0<t<T1，A表示信号幅度。第二段波形是以线性调频信号为载波的数字调制信号，即雷达通信一体化波形。其中同相支路基带信号为a(t)，长度为T2，正交支路基带信号为b(t)，长度为T2，载波频率为fc+μt，斜率μ是一个固定常数，发射机的输出波形可以表示为S2(t)＝A·a(t)·cos(2πfct+πμt2)-A·b(t)·sin(2πfct+πμt2)，其中0<t<T2。雷达通信一体化接收机接收信号也由两段时间上连续的波形R1(t)和R2(t)构成，R1(t)长度为T1，R2(t)长度为T2，分别对应发射信号S1(t)和S2(t)。在R1(t)时间段，接收机三个并行支路中，只有载波同步支路工作，雷达接收支路和通信接收支路不工作。载波同步支路实现对BPSK信号的解调，如图3所示。由于R1(t)的波形是一个固定载波频率的BPSK，所以通过COSTAS环可以实现载波同步，产生一个相干本地载波信号G1(t)＝cos(2πfct)。通过对G1(t)进行解析变换，得到复信号G(t)＝G1(t)+jG2(t)，其中G2(t)＝sin(2πfct)。另一方面，G1(t)作为BPSK信号的相干载波，通过传统混频滤波的解调方法得到基带伪随机码c(t)。由于该伪随机码c(t)是一个接收机已知的序列，所以，通过解析c(t)，即比对解调得到的伪随机码和本地存储的伪随机码，可以确定两段信号R1(t)和R2(t)的衔接时刻t0，即伪随机码c(t)的结束时刻。从t0时刻开始，接收信号变为R2(t)，此时，载波同步支路、雷达支路、通信支路将同时工作。在载波同步支路，COSTAS环参数固定，保证持续产生频率稳定、相位连续的G1(t)和G2(t)。同时，结合线性调频信号已知的确定参数μ，通过复数乘法器，产生本地相干载波Z1(t)＝cos(2πfct+πμt2)和Z2(t)＝sin(2πfct+πμt2)。Z1(t)和Z2(t)被传递给通信接收支路，作为雷达通信一体化波形R2(t)的本地相干载波，实现相干解调。接收机载波产生在数字域实现，通过复数乘法器完成对波形相位改变。复数乘法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.雷达通信一体化接收机载波同步方法，其特征在于：雷达通信一体化发射机产生的脉冲信号由两段时间上连续的波形S1(t)和S2(t)构成，第一段长度为T1，第二段长度为T2；第一段波形是一个以伪随机码c(t)为基带信号的BPSK调制信号，其中基带伪随机码c(t)长度为T1，载波频率为fc，输出波形为S1(t)＝A·c(t)·cos(2πfct)，A表示信号幅度；第二段波形是以线性调频信号为载波的数字调制信号，其中同相支路基带信号为a(t)，长度为T2，正交支路基带信号为b(t)，长度为T2，载波频率为fc+μt，输出波形为S2(t)＝A·a(t)·cos(2πfct+πμt2)‑A·b(t)·sin(2πfct+πμt2)；雷达通信一体化接收机包括载波同步支路，雷达接收支路，通信接收支路三个并行结构；雷达通信一体化接收机接收信号由两段时间上连续的波形R1(t)和R2(t)构成，R1(t)长度为T1，R2(t)长度为T2，分别对应发射信号S1(t)和S2(t)；雷达通信一体化接收机在R1(t)时间段，只有载波同步支路工作，该支路实现对BPSK信号的解调：一方面通过由COSTAS环构成的载波同步电路，产生相干本地载波信号G1(t)＝cos(2πfct)和G2(t)＝sin(2πfct)，另一方面，通过把解调输出的伪随机码c(t)和本地存储的伪随机进行c(t)比对，确定两段信号R1(t)和R2(t)的衔接时刻t0；从t0时刻开始，雷达通信一体化接收机进入R2(t)时间段，载波同步支路，雷达接收支路，通信接收支路同时工作；载波同步支路中，COSTAS环参数固定，持续产生固定频率fc和连续相位的正弦信号G1(t)和G2(t)，同时结合线性调频信号已知的确定参数μ，通过复数乘法器，产生本地相干载波Z1(t)＝cos(2πfct+πμt2)和Z2(t)＝sin(2πfct+πμt2)；Z1(t)和Z2(t)被传递给通信接收支路，作为雷达通信一体化信号R2(t)的本地相干载波，实现相干解调。...

【技术特征摘要】
1.雷达通信一体化接收机载波同步方法，其特征在于：雷达通信一体化发射机产生的脉冲信号由两段时间上连续的波形S1(t)和S2(t)构成，第一段长度为T1，第二段长度为T2；第一段波形是一个以伪随机码c(t)为基带信号的BPSK调制信号，其中基带伪随机码c(t)长度为T1，载波频率为fc，输出波形为S1(t)＝A·c(t)·cos(2πfct)，A表示信号幅度；第二段波形是以线性调频信号为载波的数字调制信号，其中同相支路基带信号为a(t)，长度为T2，正交支路基带信号为b(t)，长度为T2，载波频率为fc+μt，输出波形为S2(t)＝A·a(t)·cos(2πfct+πμt2)-A·b(t)·sin(2πfct+πμt2)；雷达通信一体化接收机包括载波同步支路，雷达接收支路，通信接收支路三个并行结构；雷达通信一体化接收机接收信号由两段时间上连续的波形R1(t)和R2(t)构成，R1(t)长度为T1，R2(t)长度为T2，分别对应发射信号S1(...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾浩，吉利霞，赵云霄，方贝贝，董涛，殷杰，
申请(专利权)人：重庆大学，航天恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50