初识——雷达通信一体化技术

开篇

为什么我会在自己的个人技术博客里发表一些有关雷达通信一体化技术的文章？

因为博主本人是东南大学在读研究生，导师确定下来的研究课题方向就是雷达通信一体化，所以希望能够将自己平时看到的有关雷达通信一体化技术的知识，通过博客的形式向大家展现出来。一方面是为了记录总结自己科研生活的过程，另一方面也是想让更多的人通过我的文章了解到这一领域的发展状态。

雷达通信一体化概述

雷达通信一体化

雷达通信一体化，顾名思义就是雷达与通信二者结合的技术，其目的就是把雷达和通信系统通过一定的科学方式集成在一个平台上。在无线电的发展历史上，雷达和通信一直以来是作为两个独立的系统进行开发和研究的。二者一个负责远距离目标的探测，一个负责信息数据的传输。之所以会有融合的需求，我个人觉得有两点原因：

1. 当今社会对于小型化，集成化，多功能化产品的追求。
2. 无线通信的数据速率越来越快，迫使通信的频段不断被提高。

第1点原因很好理解，因为不仅对雷达与通信而言是这样，日常生活中的手机，电脑等都是一个道理，人们都希望能够在一个简单的平台上实现多样化的功能。第2点原因，伴随着信息时代的发展，不管是军用还是民用领域，数据传输速率越来越高是必然的趋势，所以无线通信要求的带宽也就越来越高。传统上，雷达的工作频段是远高于通信的，但是因为高通信速率导致的通信系统的频段抬高，二者在频域上出现了交叉的现象。众所周知，无线电的电磁频谱资源是有限的，所以这就造成了频谱拥塞的现象，人们不得不去思考如何缓解并解决频谱资源短缺的问题。

上述的这两点原因促使人们将雷达通信一体化技术的研究逐步地提上日程。对于雷达通信一体化技术的探索，目前国内外学者主要还是集中于理论，也就是不像通信与雷达系统，业界其实还没有对这项技术的统一标准，研究人员希望能够在基础理论上做出突破。如何将雷达和通信有机结合？当然不是原本两个系统的简单叠加，否则也就失去了意义。目前的思路，我借鉴一些文献上[1]的说法，可以总结为四种：

1. 分时体制
2. 分波束体制
3. 同时体制

分时体制，即雷达和通信在时间上被分离，也就是二者有各自属于自己系统的工作时间。这种方式实现起来是最简单的，但是也有很大的缺陷，就是雷达和通信系统不能连续工作。雷达可能会丢失跟踪的目标，而通信会发生中断，这在严格的应用场景下是难以忍受的。

分波束体制，就是在空间上，将雷达信号与通信信号指向不同的方位，这样可以实现雷达与通信在空域上的隔离。但这种方式也有缺陷，就是二者在空间上无法完全被隔离，会形成对彼此的干扰；并且，用于雷达探测使的系统能量下降，探测性能会受到损失。

同时体制是指雷达和通信使用同一信号波形或者正交信号波形合成一个信号波形，在通信的同时可以进行雷达探测。同时体制的优点是雷达和通信均可使用所有系统能量，缺点是通信受雷达波束的方向限制，影响灵活性。

上述的分类，我个人觉得还是很合理的。而国内外，目前对后两种方式的研究占更高的比重，在后续的博客中，我会逐步向大家介绍当前已有的一些方案。在我个人观点看来，其实第2种和第3种一体化体制方式也是不冲突的，可以实现融合，这样也会为一体化的实现带来更多的灵活性。

雷达通信一体化应用

雷达通信一体化技术是目前无线电领域比较热门的话题，既然是一项具有实用价值的技术，下面可以来看看一体化的应用。

其实，最初对于雷达通信一体化技术的需求，应该是起源于军事应用。高水平的电子战环境下，笨重、繁多的电子装备将极大地拖慢战争的节奏，所以军事上很早就提出了综合射频系统的概念。而对综合射频系统的研究，首当其冲的就是雷达通信一体化技术。毕竟，探测和信息传输是战场上最关键的两个任务。雷达通信一体化技术将极大地减轻舰船、飞机等作战单位的载荷重量，也可以减小电磁散射面积，使得敌方难以侦测；不同系统的融合，也能降低经济成本，减小功耗。因此，在军用领域，雷达通信一体化有非常好的应用前景。

除了在军用领域表现出巨大的发展潜力外，雷达通信一体化在民用领域的应用价值也在被不断地发掘。随着车联网（IOV）和智能交通系统（ITS）概念的提出与普及，车辆已经成为各种电子设备的重要载体。车辆在完成行驶基本任务的同时，还需要对周围交通环境进行感知，并且在交通网络内进行数据的传输。显然，雷达通信一体化技术的应用能够有效地促进车联网和智能交通系统的发展。

总结

对于雷达通信一体化技术的初识，我就简单介绍到这里。国内外关于这一技术领域的书籍还非常少，如果大家想深入了解的话，推荐国内目前出版的一本书，是2018年的，电子科技大学的胡苏老师写的。硬壳书，价格大概在150左右，还是非常昂贵的，所以学生党如果觉得不能接受，可以在校属图书馆借阅。已经出版一年多了，各大高校应该都已经进购了。

接下来的博客中，我会陆续分享一些关于雷达通信一体化技术的方案，主要来自于我在一些期刊看到的论文。如果有同行，也希望可以多多交流。

参考文献

胡苏，高原，王军. 通信雷达一体化波形设计[M]. 北京：国防工业出版社，2018.