1.一种通信雷达联合系统,其特征在于,包括距离门重排模块、脉冲压缩模块、时延补偿模块、相参积累模块、平滑滤波模块、距离维恒虚警检测模块、距离估计模块、速度维恒虚警检测模块、速度估计模块;雷达发射IEEE 802.11系列协议典型通信前导码编码的雷达信号,接收信号首先通过距离门重排模块进行距离门重排,所得二维数据矩阵通过脉冲压缩模块、时延补偿模块和相参积累模块使得信号波峰对准目标所在位置,然后通过平滑滤波模块、距离维恒虚警检测模块和距离估计模块获得目标与雷达的距离估计值,最后利用距离估计的结果,将指定距离的数据通过速度维恒虚警检测模块和速度估计模块获得该目标与雷达的相对速度估计值;
所述系统的雷达模型是工作在时分双工模式下的单基站雷达,雷达的发射和接收与通信在时间上是分开进行的;
所述距离门重排模块:
采用二维缓冲存储器,将采样得到的数据依次放进二维数据矩阵;每个单元代表一个独立基带样本;列数据为单个脉冲在脉冲重复间隔内的L个接收回波样本,行数据为来自同一距离的M个接收回波样本;其中,L为脉冲重复间隔内的采样次数,M为重复脉冲的数量,M的取值需保证目标在相参处理间隔内的移动小于距离分辨率;后续的处理围绕该二维数据矩阵展开;
所述脉冲压缩模块:
采用匹配滤波器逐个脉冲实现匹配滤波,从输出信号波峰的位置获得目标回波的接收时延;匹配滤波器系数由本地序列产生,其幅频特性与回波信号相同,相频特性与回波信号共轭;
针对IEEE 802.11系列协议典型前导码重复字段带来的丰富旁瓣,选取部分序列作为参考序列生成匹配滤波器系数;所述的部分序列具备以下条件:条件1:序列中正值与负值的数量相等;
条件2:序列长;
条件3:包含的重复字段少;
条件4:序列在整个前导码字段中靠后。
2.根据权利要求1所述的一种通信雷达联合系统,其特征在于,所述脉冲压缩模块:当将其应用到IEEE 802.11ad协议标准时,选取匹配滤波器系数的参考序列为:短训练字段末尾4个长为128的格雷序列、信道估计字段中的 和 。
3.根据权利要求1所述的一种通信雷达联合系统,其特征在于,所述时延补偿模块:选取部分序列长度为K,因此滤波器系数长度为K,则滤波器时延为K‑1;部分序列从第q个码字开始,则定位时延为q‑1;两种时延均为固定时延,因此,将匹配滤波器输出往前移动该固定单元,并在末尾补零,从而消除时延。
4.根据权利要求1所述的一种通信雷达联合系统,其特征在于,所述相参积累模块:该模块通过傅里叶变换实现多普勒频率的分离,即将时延补偿后的数据矩阵按行独立进行傅里叶变换,共进行L次N点傅里叶变换;每个多普勒通道的输出对应一个较窄的多普勒频带,输出波形峰值所在多普勒通道即为目标的多普勒频偏值。
5.根据权利要求1所述的一种通信雷达联合系统,其特征在于,所述平滑滤波模块:该模块通过多个重复脉冲的相同距离门数据求平均来实现,这一步在相参积累后,距离恒虚警概率检测前进行。
6.根据权利要求1所述的一种通信雷达联合系统,其特征在于,所述距离维恒虚警检测模块:
该模块采用恒虚警率检测技术对滑动窗口内的数据进行处理;滑动窗口依次覆盖前参考窗口、前保护窗口、观察窗口、后保护窗口和后参考窗口;将前、后参考窗口分别对准回波匹配滤波后主瓣左、右的旁瓣;随着窗口的滑动,主瓣的参考窗口对准旁瓣,旁瓣的参考窗口对准旁瓣或噪声,噪声的参考窗口对准旁瓣或噪声;用前、后参考窗口内的信号估计背景杂波及旁瓣的未知统计参数,并进行阈值设计,若阈值低于观察窗口的功率,则在该观察窗口对应的距离格记1,反之,则记0,该模块的输出为与距离格一一对应的一维数组。
7.根据权利要求6所述的一种通信雷达联合系统,其特征在于,所述的距离维恒虚警检测模块:当将其应用到IEEE 802.11ad协议标准时,主瓣与旁瓣的相对位置固定,且取决于前导码中重复字段 的长度,选择与观察窗口相邻的第一个旁瓣或第二个旁瓣作为参考窗口对象,根据主副比设置前、后参考窗口长度,根据 的长度设置前、后保护窗口长度。
8.根据权利要求1所述的一种通信雷达联合系统,其特征在于,所述的距离估计模块:该模块对距离维恒虚警检测模块的输出数组进行处理,具体的处理规则如下: 规则1:若单独一格为1,则不进行处理; 规则2:若连续两格为1,则仅保留大值处的1,另外一格置
0; 规则3:若连续三格为1,则仅保留中值处的1,另外两格置0; 规则4:若连续多格即≥4格为1,取前三个认为来自于同一目标,按照规则3处理,数组中剩下的数据再取前三个,认为来自于同一目标,按照规则3处理,以此类推,当剩下不到三格时,按规则1或者规则2处理;
按照上述4条规则处理后,仍为1的格子对应距离格处存在目标;根据距离格的位置得到目标回波的接收时延,从而得到目标距离估计值。
9.根据权利要求1所述的一种通信雷达联合系统,其特征在于,所述速度维恒虚警检测模块:
根据距离检测结果,在相参积累模块输出的二维矩阵中选取存在目标的行数据进行恒虚警检测;速度维恒虚警检测的方法与距离维恒虚警检测方法一致,但其参考窗口无需对准旁瓣,按照经验设置即可;速度维恒虚警检测模块结果为目标的多普勒频偏估计值;
所述速度估计模块将目标的多普勒频偏估计值转化为目标的速度估计值。