基于軟件無線電的雷達通信一體化技術(shù)研究.pdf

1、電子技術(shù)迅速發(fā)展，隨之作戰(zhàn)平臺面臨的威脅越來越多。為了提高生存能力和綜合作戰(zhàn)能力，作戰(zhàn)平臺不得不配備諸如雷達、通信等多種電子設(shè)備，然而電子設(shè)備的增加不僅帶來更多能源和空間的需求，也造成作戰(zhàn)平臺機動性的下降。解決上述矛盾的一個有效方法是將多個系統(tǒng)的硬件盡可能多地共用，即實現(xiàn)一體化。近幾年的另一個研究熱點是軟件無線電技術(shù)，用軟件編程的方式實現(xiàn)無線電系統(tǒng)，不僅有效提高了無線電系統(tǒng)的復(fù)用性，而且大大減少了系統(tǒng)的空間需求。如果能基于軟件無線電技術(shù)

2、將通信功能加載到作戰(zhàn)平臺的雷達系統(tǒng)中，將具有重大意義。
　　以高速移動平臺為背景，以通用軟件無線電外設(shè)(Universal Software Radio Peripheral,USRP)平臺為基礎(chǔ)，探索了利用軟件無線電技術(shù)實現(xiàn)雷達通信一體化的關(guān)鍵技術(shù)，并通過USRP平臺對系統(tǒng)進行了設(shè)計與驗證。
　　首先依據(jù)雷達與通信系統(tǒng)的實現(xiàn)機制，對USRP平臺實現(xiàn)雷達方式通信的可行性進行了探討；通過對USRP平臺的上位機和下位機的深入研究

3、，得出USRP平臺雷達方式工作的實現(xiàn)方法，并結(jié)合GNU Radio軟件平臺進行了實際驗證。其次，對雷達通信一體化的關(guān)鍵技術(shù)進行了探討，著重研究了系統(tǒng)的載波同步、定時同步及其聯(lián)合同步問題。為實現(xiàn)載波同步，重點對二階差分方法進行了研究；在定時同步中，重點分析了多相濾波器組定時同步實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，并將最大似然定時誤差估計算法應(yīng)用于該結(jié)構(gòu)中。在GNU Radio中分別對上述載波同步和定時同步方法進行了設(shè)計實現(xiàn)與仿真試驗，討論了雷達方式通信系統(tǒng)中載波同

4、步與定時同步的先后順序，并通過理論推導(dǎo)和仿真結(jié)果比較確定了一體化系統(tǒng)所采用的“鎖頻環(huán)+最大似然定時同步+二階差分載波同步”的聯(lián)合同步方案。最后，對一體化系統(tǒng)進行了設(shè)計與驗證。將一體化系統(tǒng)劃分為雷達方式工作的硬件前端、軟件收發(fā)機和基帶通信系統(tǒng)三個模塊。通過軟件無線電平臺的研究，硬件前端采用自動收發(fā)控制方式；軟件收發(fā)機的設(shè)計利用了Python內(nèi)置定時器，對發(fā)送與接收狀態(tài)進行切換；在GNU Radio中，設(shè)計一體化系統(tǒng)的通信功能部分，從發(fā)射機