[发明专利]一种用于雷达通信一体化的波束控制系统及方法

权利要求书

1.一种用于雷达通信一体化的波束控制系统，其特征在于，所述系统包括雷达子系统和通信子系统，其中：

所述雷达子系统包括雷达基带信号产生模块、第一中频调制模块、第一DAC模块、第一上变频模块、第一下变频模块、第一ADC模块和第一带通滤波器；

所述通信子系统包括第二中频调制模块、第三中频调制模块、第二DAC模块、第二上变频模块、第二下变频模块、第二ADC模块、第二带通滤波器和第三带通滤波器；

在发射端，雷达子系统与通信子系统共用射频前端的阵列天线，且射频前端的阵列天线由时间调制阵列的两组加权网络组成；

雷达基带信号产生模块用于产生雷达基带信号，并将产生的雷达基带信号发送给第一中频调制模块；

第一中频调制模块用于根据雷达基带信号生成中频信号，并将中频信号发送给第一DAC模块；

第一DAC模块用于对接收的中频信号进行信号转换，并将转换后的信号发送给第一上变频模块；

第一上变频模块用于将接收到的信号上变频至射频频段，再将射频频段的信号送入发射端时间调制阵列的第一组加权网络，生成雷达波束；

第二中频调制模块和第三中频调制模块分别用于将用户1和用户2的基带通信信号调制到两个不同的中频频率上，并对调制后信号进行求和，求和后共同送入第二DAC模块；

第二DAC模块用于对信号进行转化，并将转化后信号送入第二上变频模块；

第二上变频模块用于将信号上变频至射频频段，并将上变频后信号送入发射端时间调制阵列的第二组加权网络，生成通信波束；

在接收端，雷达子系统与通信子系统共用射频前端的阵列天线，且射频前端的阵列天线由时间调制阵列的两组加权网络组成；

接收端时间调制阵列的第一组加权网络用于接收雷达波束，并将接收的信号发送给第一下变频模块；

第一下变频模块用于将信号调制到中频频段，并将调制后信号发送给第一ADC模块；

第一ADC模块用于将接收信号转化为数字信号，并将转化后的数字信号发送给第一带通滤波器；

第一带通滤波器用于对接收到的信号进行滤波，获得滤波后的信号；滤波后信号经过雷达的相关接收处理，得到雷达子系统的输出；

接收端时间调制阵列的第二组加权网络用于接收通信波束，再将接收到的信号中不同用户的通信信号分别调制到不同的载波频率下；并将调制到不同载波频率下的信号发送给第二下变频模块；

第二下变频模块用于将信号调制到中频频段，再将调制到中频频段的信号发送给第二ADC模块；

第二ADC模块用于将接收到的信号转化为数字信号，并将用户1对应的数字信号发送给第二带通滤波器，将用户2对应的数字信号发送给第三带通滤波器；

第二带通滤波器的输出信号经过基带解调，获得用户1的通信信息；第三带通滤波器的输出信号经过基带解调，获得用户2的通信信息。

2.根据权利要求1所述的一种用于雷达通信一体化的波束控制系统，其特征在于，所述时间调制阵列的加权网络为：

射频前端的阵列天线是将N个阵元沿空间直角坐标系的x轴均匀排布形成的，且在每个阵元后接一个高速射频开关，利用周期性调制函数和静态加权矢量对阵元进行控制，得到时间调制阵列的加权网络。

3.基于权利要求1所述的一种用于雷达通信一体化的波束控制系统的波束控制方法，其特征在于，所述方法在发射端的工作过程为：

雷达部分

首先产生雷达基带信号，雷达基带信号依次经过中频调制、DAC和上变频处理后，处理后的信号输入发射端时间调制阵列的第一组加权网络，通过控制时间调制阵列的静态加权矢量以及各个阵元的开启与关闭时刻，产生雷达波束，并实现实时扫描探测；

通信部分

首先产生用户1和用户2的基带通信信号，再将用户1和用户2的基带通信信号分别调制到中频频率F_I和F_I-F_p上，将用户1的基带通信信号对应的调制后信号和用户2的基带通信信号对应的调制后信号进行求和，对求和结果依次进行DAC和上变频处理，处理后的信号再输入时间调制阵列的第二组加权网络，通过控制时间调制阵列的静态加权矢量以及各个阵元的开启与关闭时刻，产生两个独立控制的通信波束。