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[摘 要]随着科学技术的发展，对通信方面的技术要求越来越高，提出了将雷达和通信综合化的方式，在进行雷达和通信综合化的波形设计中主要有三种方式，但是在使用时都会存在不同的问题。本文将对雷达通信综合化理念进行分析，并对在雷达波形、通信波形基础上的雷达通信综合化波形设计加以阐述。
[关键词]雷达通信；综合化；波形设计技术
中图分类号：R284 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）23-0254-01
引言：随着现代信息的不断发展，预警机的作用越来越明显，它不但是空中的雷达站，更是能够进行空中的情报搜集和进行战略指挥。但是目前的装备中存在数据链带宽受到限制，传输速率小，抗干扰能力弱等问题。如若将预警机中的雷达和通信系统进行融合，则能够使资源得到优化利用，使预警机的作用发挥得更强。
1.雷达通信综合化理念的概述
1.1 雷达通信综合化的设计类型
关于雷达通信综合化的理念，早在20世纪60年代就被提出，随后有关科学研究人员进行了三种综合化体制的研究。第一，分波束体制。通过多个波束中不同波束的不同执行功能，进行探测和通信。第二，分时体制。将雷达和通信分别利用不同的硬件资源，导致通信和勘测只能二者选其一，在通信中不能进行勘测，造成了探测的盲区。第三，同时体制。同时体制也被称为是综合化波形体制，将雷达探测波形和通信信息波形融合在一起，通信波形中存在的数据在接收机中被接收，波形回波将在雷达接收机中进行处理，提取其中的目标信息，从而实现了在通信与探测同时进行的目标，而且过程中不存在盲区[1]。
1.2 雷达通信综合化的设计途径
雷达通信综合化主要分为三种设计途径。第一，在原本雷达波形的基础上，将其上调到通信数据当中而进行的雷达通信综合化设计。第二，在通信信号的基础上，将其向可以被雷达探测到的波形而转变，从而实现雷达通信综合化的设计。第三，雷达波形与通信波形分别作为个体而产生，之后进行融合而形成雷达通信综合化设计。
2.在雷达波形基础上的综合化波形设计
所谓的雷达通信综合化是将雷达的探测和通信的信息接收合二为一，在雷达波形的基础上进行综合化波形的设计是指利用雷达来实现通信功能，通过对雷达信号中数据信息的调制，从而得到综合化的波形。在上世纪70年代，RandallM.Mealey等人提出了利用导弹飞行距离来测量雷达构建地面到导弹的单向通信系统。在这个系统中，通过地面雷达对导弹发射脉冲组的方式，使每个脉冲目前所处的具体位置，与所需要进行参照的脉冲位置进对比，从而使不同的位置代表的意义也有所区别，简而言之，就是脉冲组携带的信息发生了改变。
如果一个字是由17个脉冲组构成，并且携带15比特的通信数据。那么将以第1个脉冲组夹带的字为标准，第2个脉冲组夹带帧，第3个脉冲组夹带第5个比特数据，第4个脉冲组夹带第14个比特数据以此类推，一直到第17个脉冲组。由于每个脉冲组只能夹带一个比特数据，因此这种传输速率将与目前大量的信息的传输需求不相符合[2]。
3.在通信波形基础上的综合化波形设计
在通信波形基础上的综合化波形设计主要是将OFDM信号转变成为雷达探测波形，同时还依然具备通信信息的功能。目前，我国的OFDM技术在通信领域的应用已经比较成熟，但是在雷达探测中的应用却十分罕见。
国外有关学者在研究OFDM信号基础上的综合化波形在智能交通系统中的应用得出，在超宽带OFDM波形的基础上可以进行雷达探测活动。同时，根据国外的相关研究中提到的关于OFDM在雷达通信综合化中的应用，将利用OFDM信号的频域特性，通过傅里叶变换对雷达探测信号进行处理，这种方式不但处理的效率得到显著提升，同时还具有旁瓣低，能够独立调制数据等特点。
在雷达与通信的综合化应用中，与LFM信号和FH信号相比较来看，OFDM信号具有的抗截获能力更大，但是其也有美中不足的一点是OFDM信号的包络和峰值较大，只能适用于短距离的通信和探测当中，例如智能交通汽车测距和通信等方面。一旦将其用于距离较远的探测或通信当中，将会由于雷达发射机功率过大导致发射信号的实效性受到破坏，这种不完全真实的信号不能够通过信道估计进行调节，将对解调产生不利影响。此外，OFDM受多普勒频移的影响较大，不能够在相对速度较快的平台间内开展通信活动[3]。
4.在各自独立生产后进行融合基础上的综合化波形设计
在各自独立生产后进行融合叠加基础上的综合化波形设计主要是采用两种相互正交的波形，并且每种波形分别对应探测和通信的功能。这两种波形是独立产生后进行叠加融合的而成为综合化波形的，这种设计方式既能够实现对原有的雷达系统做尽量小的改动，同时有能够满足其雷达与通信两种功能的要求。
在研究过程中，首先是对雷达脉冲和通信数据进行分别的研究，并且保证二者间互不打扰。当两个波形被完全研制出之后，再对其进行叠加和融合，使其成为一个波形发射出去，再利用接收机进行解扩，将其中的雷达和通信进行分离之后做相应的处理。这样的研究方式虽然比较简单，但是其中存在两个缺点。第一，通信波形中的发射功率受到分离，从而使探测性能受到损害。第二，直接序列受多普勒频移的影响较大，不能在相对速度较快的平台上开展[4]。
5.新型的雷达通信綜合化波形设计
在雷达波形、通信波形以及在各自独立生产后进行融合的基础上进行的综合化波形设计存在着各种不足，例如通信速率过低无法满足当今时代对于通信速率方面的需求或者发射的功率过大，容易对雷达的探测性能造成损害等等，都不能够充分的满足对雷达通信综合化波形设计的要求，而新型的雷达通信综合化波形设计中，在LFM脉冲上采用MSK调制通信数据来得到综合化波形，称之为MSK-LFM波形。在雷达方面，MSK-LFM波形可以看做是LFM波形与编码波形的结合，将二者中的优势结合在一身。在通信方面，MSK-LFM波形是以LFM脉冲为载波的MSK调制波形。能够在雷达的接收端中不需要进行分离通信波形就可实现，从而对功率不会产生不利影响[5]。
结束语
随着经济的发展，我国在雷达与通信方面提出了新要求，以往原有的雷达通信都是以单独的形式存在，增加了预警机的自身重量，同时对于能量的消耗也十分严重，针对此种问题，国内外分别对雷达波形、通信波形等进行了单独的研究，最终提出雷达通信综合化波形设计的技术，这将极大的节省了能源的消耗，最大程度的保障了接收功率，同时也对雷达探测性的损害降到了最低程度.
参考文献
[1] 陈兴波，王小谟，曹晨，徐山峰，孙延坤.雷达通信综合化波形设计技术分析[J].现代雷达，2013，12：56-59+63.
[2] 侯思尧.机载MIMO雷达正交波形设计及其检测性能研究[D].电子科技大学，2014.
[3] 刘少华.基于OFDM技术的雷达通信共享信号设计研究[D].电子科技大学，2014.
[4] 张宇.MIMO雷达波形设计及信号处理相关技术研究[D].南京理工大学，2011.
[5] 王星淋.基于电磁环境感知的MIMO雷达关键技术研究[D].吉林大学，2015.
[关键词]雷达通信；综合化；波形设计技术
中图分类号：R284 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）23-0254-01
引言：随着现代信息的不断发展，预警机的作用越来越明显，它不但是空中的雷达站，更是能够进行空中的情报搜集和进行战略指挥。但是目前的装备中存在数据链带宽受到限制，传输速率小，抗干扰能力弱等问题。如若将预警机中的雷达和通信系统进行融合，则能够使资源得到优化利用，使预警机的作用发挥得更强。
1.雷达通信综合化理念的概述
1.1 雷达通信综合化的设计类型
关于雷达通信综合化的理念，早在20世纪60年代就被提出，随后有关科学研究人员进行了三种综合化体制的研究。第一，分波束体制。通过多个波束中不同波束的不同执行功能，进行探测和通信。第二，分时体制。将雷达和通信分别利用不同的硬件资源，导致通信和勘测只能二者选其一，在通信中不能进行勘测，造成了探测的盲区。第三，同时体制。同时体制也被称为是综合化波形体制，将雷达探测波形和通信信息波形融合在一起，通信波形中存在的数据在接收机中被接收，波形回波将在雷达接收机中进行处理，提取其中的目标信息，从而实现了在通信与探测同时进行的目标，而且过程中不存在盲区[1]。
1.2 雷达通信综合化的设计途径
雷达通信综合化主要分为三种设计途径。第一，在原本雷达波形的基础上，将其上调到通信数据当中而进行的雷达通信综合化设计。第二，在通信信号的基础上，将其向可以被雷达探测到的波形而转变，从而实现雷达通信综合化的设计。第三，雷达波形与通信波形分别作为个体而产生，之后进行融合而形成雷达通信综合化设计。
2.在雷达波形基础上的综合化波形设计
所谓的雷达通信综合化是将雷达的探测和通信的信息接收合二为一，在雷达波形的基础上进行综合化波形的设计是指利用雷达来实现通信功能，通过对雷达信号中数据信息的调制，从而得到综合化的波形。在上世纪70年代，RandallM.Mealey等人提出了利用导弹飞行距离来测量雷达构建地面到导弹的单向通信系统。在这个系统中，通过地面雷达对导弹发射脉冲组的方式，使每个脉冲目前所处的具体位置，与所需要进行参照的脉冲位置进对比，从而使不同的位置代表的意义也有所区别，简而言之，就是脉冲组携带的信息发生了改变。
如果一个字是由17个脉冲组构成，并且携带15比特的通信数据。那么将以第1个脉冲组夹带的字为标准，第2个脉冲组夹带帧，第3个脉冲组夹带第5个比特数据，第4个脉冲组夹带第14个比特数据以此类推，一直到第17个脉冲组。由于每个脉冲组只能夹带一个比特数据，因此这种传输速率将与目前大量的信息的传输需求不相符合[2]。
3.在通信波形基础上的综合化波形设计
在通信波形基础上的综合化波形设计主要是将OFDM信号转变成为雷达探测波形，同时还依然具备通信信息的功能。目前，我国的OFDM技术在通信领域的应用已经比较成熟，但是在雷达探测中的应用却十分罕见。
国外有关学者在研究OFDM信号基础上的综合化波形在智能交通系统中的应用得出，在超宽带OFDM波形的基础上可以进行雷达探测活动。同时，根据国外的相关研究中提到的关于OFDM在雷达通信综合化中的应用，将利用OFDM信号的频域特性，通过傅里叶变换对雷达探测信号进行处理，这种方式不但处理的效率得到显著提升，同时还具有旁瓣低，能够独立调制数据等特点。
在雷达与通信的综合化应用中，与LFM信号和FH信号相比较来看，OFDM信号具有的抗截获能力更大，但是其也有美中不足的一点是OFDM信号的包络和峰值较大，只能适用于短距离的通信和探测当中，例如智能交通汽车测距和通信等方面。一旦将其用于距离较远的探测或通信当中，将会由于雷达发射机功率过大导致发射信号的实效性受到破坏，这种不完全真实的信号不能够通过信道估计进行调节，将对解调产生不利影响。此外，OFDM受多普勒频移的影响较大，不能够在相对速度较快的平台间内开展通信活动[3]。
4.在各自独立生产后进行融合基础上的综合化波形设计
在各自独立生产后进行融合叠加基础上的综合化波形设计主要是采用两种相互正交的波形，并且每种波形分别对应探测和通信的功能。这两种波形是独立产生后进行叠加融合的而成为综合化波形的，这种设计方式既能够实现对原有的雷达系统做尽量小的改动，同时有能够满足其雷达与通信两种功能的要求。
在研究过程中，首先是对雷达脉冲和通信数据进行分别的研究，并且保证二者间互不打扰。当两个波形被完全研制出之后，再对其进行叠加和融合，使其成为一个波形发射出去，再利用接收机进行解扩，将其中的雷达和通信进行分离之后做相应的处理。这样的研究方式虽然比较简单，但是其中存在两个缺点。第一，通信波形中的发射功率受到分离，从而使探测性能受到损害。第二，直接序列受多普勒频移的影响较大，不能在相对速度较快的平台上开展[4]。
5.新型的雷达通信綜合化波形设计
在雷达波形、通信波形以及在各自独立生产后进行融合的基础上进行的综合化波形设计存在着各种不足，例如通信速率过低无法满足当今时代对于通信速率方面的需求或者发射的功率过大，容易对雷达的探测性能造成损害等等，都不能够充分的满足对雷达通信综合化波形设计的要求，而新型的雷达通信综合化波形设计中，在LFM脉冲上采用MSK调制通信数据来得到综合化波形，称之为MSK-LFM波形。在雷达方面，MSK-LFM波形可以看做是LFM波形与编码波形的结合，将二者中的优势结合在一身。在通信方面，MSK-LFM波形是以LFM脉冲为载波的MSK调制波形。能够在雷达的接收端中不需要进行分离通信波形就可实现，从而对功率不会产生不利影响[5]。
结束语
随着经济的发展，我国在雷达与通信方面提出了新要求，以往原有的雷达通信都是以单独的形式存在，增加了预警机的自身重量，同时对于能量的消耗也十分严重，针对此种问题，国内外分别对雷达波形、通信波形等进行了单独的研究，最终提出雷达通信综合化波形设计的技术，这将极大的节省了能源的消耗，最大程度的保障了接收功率，同时也对雷达探测性的损害降到了最低程度.
参考文献
[1] 陈兴波，王小谟，曹晨，徐山峰，孙延坤.雷达通信综合化波形设计技术分析[J].现代雷达，2013，12：56-59+63.
[2] 侯思尧.机载MIMO雷达正交波形设计及其检测性能研究[D].电子科技大学，2014.
[3] 刘少华.基于OFDM技术的雷达通信共享信号设计研究[D].电子科技大学，2014.
[4] 张宇.MIMO雷达波形设计及信号处理相关技术研究[D].南京理工大学，2011.
[5] 王星淋.基于电磁环境感知的MIMO雷达关键技术研究[D].吉林大学，2015.