基于OFDM随机步进频率的雷达与通信融合信号模型

简介：
本研究提出了一种基于OFDM技术的随机步进频率雷达与通信融合新方法，旨在提高频谱利用效率及系统性能。 在现代电子工程领域，雷达通信一体化技术是一个热门的研究方向。其核心目标是将雷达信号的探测功能与数据通信功能相结合，在单一系统内实现更高效的资源利用。为解决传统雷达通信一体化系统中难以分离雷达信号与通信信号的问题，研究者们提出了多种信号处理模型和算法。 本段落介绍了一种基于正交频分复用（OFDM）随机步进频技术的雷达通信一体化信号模型。该模型将数据信息与雷达探测信号结合在一起，实现两者的无缝集成。首先解释一下OFDM的基本原理：这是一种多载波传输方案，它通过串并转换将高速数据流分成多个较低速率的子数据流，并在频域上利用一组正交的子载波进行传输。OFDM的关键特性包括子载波间正交性、快速傅里叶变换（FFT）调制和解调等技术。这种系统能够有效抵抗频率选择性衰落，且具有高效率的优点，在无线通信领域非常适用。 接下来探讨随机步进频技术的概念：该技术通过在连续脉冲之间改变雷达载波频率来获取目标的宽频带反射特性。通常这些变化遵循一个确定序列；而随机步进频技术则意味着这种变化是无序且随机进行，使信号特征更复杂，难以被敌方电子干扰系统识别和干扰。 结合OFDM与随机步进频技术可以设计出一种新型雷达通信一体化信号模型，在此模型中，利用频率捷变技术将数据信息加载到基于OFDM的雷达波形上。由于使用了随机步骤频率变化机制，传输过程中所选频点不再是固定的而是动态改变的。这样不仅保留了OFDM优异抗干扰性能，也提高了信号隐蔽性，使通信更加安全。 为了实现该系统，在接收端采用相关法进行一维距离成像，并通过带通滤波器组检测特定频率并解调出数据信息，从而在不分离雷达和通信信号的情况下同时完成目标探测与高速数据传输任务。仿真实验表明，这种模型能够达到分米级的距离分辨率及每秒兆比特的数据传输速率，证明了其满足大规模数据需求的能力，并验证了实际应用中的可行性和有效性。 此外，文章还提到本研究得到了国家自然科学基金和陕西省自然科学基础研究计划项目的资助和支持，显示该领域在学术界与工业界的认可度。