【摘 要】
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随着移动通信在过去20年的快速发展,电磁环境日趋拥堵,通信中的“频谱稀缺”问题越来越严重。为了发掘额外的频谱资源,无线通信频段正积极扩张,逐步与雷达工作频段重合。虽然雷达频段能在一定程度上缓解通信对无线频谱资源的紧迫需求,但这势必导致雷达受到越来越多的通信干扰。为了使通信高效利用雷达频段,并避免与雷达形成冲突,国内外专家学者对雷达通信频谱共享技术展开了广泛研究和探索。其中,雷达通信一体化信号被视为
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随着移动通信在过去20年的快速发展,电磁环境日趋拥堵,通信中的“频谱稀缺”问题越来越严重。为了发掘额外的频谱资源,无线通信频段正积极扩张,逐步与雷达工作频段重合。虽然雷达频段能在一定程度上缓解通信对无线频谱资源的紧迫需求,但这势必导致雷达受到越来越多的通信干扰。为了使通信高效利用雷达频段,并避免与雷达形成冲突,国内外专家学者对雷达通信频谱共享技术展开了广泛研究和探索。其中,雷达通信一体化信号被视为是实现这一目标的最佳解决手段之一。当前,欧美、日韩等军事强国已经在处理、通道、孔径、管控等层面初步实现了一体化,正逐步聚焦于信号一体化。然而,受经典雷达探测理论、香农信息论制约,传统的一体化信号无法兼顾雷达和通信性能。为此,近年来诸多学者提出了具备潜力的一体化多维信号概念、理论模型和初步技术方案。本文在一体化多维信号框架下,从精细挖掘时频子载波自由度的角度出发,提出了基于正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multi-plexing,OFDM）梳状谱的雷达通信一体化信号技术,并通过时频捷变技术解决了OFDM梳状谱信号固有的距离模糊问题,进而有效实现了雷达和通信对频谱资源的共享利用。首先,本文介绍了正交频分复用基本原理和OFDM梳状谱基本概念,给出了基于OFDM梳状谱的雷达通信一体化信号设计思路,分析了该信号固有的距离模糊问题。其次,本文提出了时频捷变框架下的OFDM梳状谱一体化信号技术。扩展利用了chirp时宽、子载波带宽等自由度,获得了多时频尺度下的视在距离,并通过二维筛选匹配算法有效恢复了目标的真实位置。最后,为了验证时频捷变框架下的OFDM梳状谱一体化信号的雷达探测和无线通信性能,本文搭建了基于通用软件无线电平台的分布式试验系统,并开展了外场性能测试试验。试验结果表明,在稀疏目标场景下,该技术具备解模糊能力,能够兼顾优良雷达探测和高速无线通信性能。
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