雷达自通信系统：一体化与MIMO技术探索

雷达通信技术是近年来研究的热点，它探索了将雷达技术与无线通信技术相结合的可能性，以实现更高效、多功能的系统。雷达通信技术主要分为两类：松耦合的雷达通信一体化系统和紧耦合的雷达自通信系统。 雷达自通信系统研究的必要性源于多种因素。首先，随着雷达组网应用的日益广泛，雷达设备间的通信需求增加，但现有的数据链系统存在带宽有限、带内干扰严重、体积重量及功率受限等问题。因此，直接利用雷达设备进行无线通信成为解决这些问题的一种可行方案。此外，频段的融合趋势也推动了雷达与通信系统的结合。系统结构的趋同使得雷达自通信系统的开发变得更为迫切。 传统的雷达系统与通信系统通常是独立设计的，但在雷达自通信系统中，这一模式被打破。松耦合方式通过时分复用，使雷达和通信功能在时间上共享同一硬件资源；而紧耦合方式则进一步共享波形，提高了系统的综合性能。这两种方法都旨在实现雷达探测与通信的双重功能。 多载波波形的MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）雷达自通信系统借鉴了无线通信中的MIMO技术。MIMO雷达利用OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）波形，其子载波间的正交性提高了频谱效率，并能灵活调整频谱形状以应对干扰。同时，MIMO雷达在时间和频率两个维度上提供自由度，从而实现高分辨率的测距和测速。其功率谱的平坦特性也增强了抗截获能力。基于OFDM的MIMO雷达自通信系统不仅保留了探测功能，还扩展了雷达的通信功能。 国内外对雷达自通信系统的研发主要集中在车载雷达的应用，如德国卡尔斯鲁厄理工学院、荷兰代尔夫特理工大学、美国迈阿密大学和宾夕法尼亚州立大学等机构均有相关研究。这些研究不仅关注系统的可行性，还包括MIMO雷达自通信系统的设计、优化以及自组网管理系统的构建，以期在未来实现更智能、更集成的雷达通信解决方案。