(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211230183.7 (22)申请日 2022.10.09 (71)申请人 中国人民解 放军91550部队 地址 116023 辽宁省大连市沙河口区五一 路200号 (72)发明人 陈昭男　杨继坤　马春波　刘经东　 (74)专利代理 机构 北京丰浩知识产权代理事务 所(普通合伙) 11781 专利代理师 王忠泽 (51)Int.Cl. G01S 7/282(2006.01) G01S 7/41(2006.01) G06N 3/12(2006.01) G06N 20/00(2019.01) (54)发明名称 一种多功能一体化的信号波形设计方法 (57)摘要 本发明公开了一种多功能一体化的信号波 形设计方法， 该方法包括： 分别获取雷达、 通信和 有源干扰三类任务的任务目标信息和当前的电 磁环境信息， 建立多功能一体化的波形设计准 则， 确定多功能一体化波形的性能指标； 根据多 功能一体化波形的性能指标、 任务目标信息和电 磁环境信息， 建立波形设计目标函数， 对所述波 形设计目标函数进行求解， 得到多功能一体化的 信号波形； 对执行雷达、 通信和有源干扰任务的 效果进行评估， 根据评估结果重新进行多功能一 体化的信号波形设计。 本发明综合考虑雷达、 通 信和有源干扰的目标任务信息和所处电磁环境 信息， 利用一种波形实现了对上述三类功能的承 载， 实现了特定场景下多功能一体化的波形设 计。 权利要求书3页 说明书10页 附图1页 CN 115542258 A 2022.12.30 CN 115542258 A 1.一种多功能一体化的信号波形设计方法， 其特 征在于， 该 方法包括： 分别获取 雷达、 通信和有源干扰三类任务的任务目标信息和当前的电磁环境信息； 根据所获取的任务目标信息和电磁环境信息， 建立多功能一体化的波形设计准则； 根据所建立的波形设计准则， 确定多功能一体化波形的性能指标； 根据多功能一体化波形的性能指标、 任务目标信息和电磁环境信息， 建立波形设计目 标函数； 根据所建立的波形设计目标函数， 采用相应的求解方法对所述波形设计目标函数进行 求解， 得到多功能一体化的信号波形； 对采用多功能一体化信号波形的多功能一体化系统执行雷达、 通信和有源干扰三类任 务的效果进行评估， 得到 评估结果； 当评估结果的取值超出预设范围时， 根据评估结果对雷达、 通信和有源干扰三类任务 的任务目标信息和电磁环境信息进行修改， 根据修改后的任务 目标信息和电磁环境信息， 重新进行多功能一体化的信号波形设计。 2.如权利要求1所述的多功能一体化的信号波形设计方法， 其特征在于， 所述雷达的任 务目标信息， 包括雷达任务类型、 目标类型、 目标电磁特性信息和目标运动特性信息； 所述通信的任务目标信息， 包括通信信道信息、 通信可靠性需求信息和通信有效性需 求信息； 所述有源干扰的任务目标信息， 包括干扰目标技术体制、 干扰目标平台运动特性、 干扰 目标工作状态、 干扰目标信号 参数信息和有源干扰模式。 3.如权利要求1所述的多功能一体化的信号波形设计方法， 其特征在于， 所述当前的电 磁环境信息， 是采用分层认知模型对当前的电磁环境进行表征后得到 。 4.如权利要求3所述的多功能一体化的信号波形设计方法， 其特征在于， 所述的采用分 层认知模型对当前 的电磁环境进行表征， 是采用基本属 性层、 物理空间层、 波形形态层、 信 号波形层、 指纹特征层、 基础数据层和信息应用层分别对当前的电磁环境数据进 行表征， 得 到每个层的表征参数信息， 所有层的表征参数信息构成当前的电磁环境信息； 所述基本属性层， 其表征参数信息包括信号频带宽度、 平均功率谱密度和最大功率谱 密度； 所述物理空间层， 其表征参数信息包括空间谱密度、 空间波束密集度和最小空间谱间 隔； 所述波形 形态层， 其表征参数信息包括水平 垂直极化比和极化空间联合谱信息； 所述信号波形层， 其表征参数信息包括信号波形参数信息； 所述指纹特 征层， 其表征参数信息包括调制参数信息； 所述基础数据层， 其表征参数信息包括码元参数信息； 所述信息应用层， 其表征参数信息包括干扰样式信息 。 5.如权利要求1所述的多功能一体化的信号波形设计方法， 其特 征在于， 所述多功能一体化的波形设计准则， 包括： 雷达功能的波形设计准则、 通信功能的波形 设计准则、 有源干扰功能的波形设计准则。 6.如权利要求5所述的多功能一体化的信号波形设计方法， 其特征在于， 所述根据 所获 取的任务目标信息和电磁环境信息， 建立多功能一体化的波形设计准则， 包括：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115542258 A 2根据雷达的任务目标信 息和电磁环境信 息对探测环境信噪比进行评估， 得到探测环境 信噪比评估值； 若该探测环境信噪比评估值低于预设值， 则采用目标回波信噪比准则作为 雷达功能的波形设计准则； 获取雷达的任务目标信 息中的目标电磁特性信 息， 若目标电磁特性为电磁散射强度随 频率变化的扩展目标 特性， 则采用目标估计精度准则作为雷达功能的波形设计准则； 获取雷达的任务目标信 息中的目标电磁特性信 息， 若目标电磁特性为随机变化的随机 目标特性， 则采用目标分类准则作为雷达功能的波形设计准则； 若雷达的任务目标信 息中的雷达任务类型为目标探测和搜索， 则采用目标回波信噪比 准则作为雷达功能的波形设计准则； 若雷达的任务目标信 息中的雷达任务类型为目标跟踪， 则采用目标估计精度准则作为 雷达功能的波形设计准则； 若雷达的任务目标信 息中的雷达任务类型为目标识别， 则采用目标分类准则作为雷达 功能的波形设计准则； 若通信的任务目标信 息中的通信信道信 息给出了信道容量下限， 则以信道容量准则作 为通信功能的波形设计准则； 根据通信的任务目标信息， 若其中的通信信道信息未对信道容量进行约束， 且其中的 通信可靠性需求高于通信有效性需求， 则以通信可靠性准则作为通信功能的波形设计准 则； 若其中的通信信道信息未对信道容量进行约束， 且其中的通信有效性需求高于通信可 靠性需求， 则以通信有效性 准则作为 通信功能的波形设计准则； 若有源干扰的任务目标信 息的有源干扰模式为压制干扰， 则以压制干扰效能准则作为 有源干扰功能的波形设计准则； 若有源干扰的任务目标信 息的有源干扰模式为欺骗干扰， 则以欺骗干扰效能准则作为 有源干扰功能的波形设计准则。 7.如权利要求1所述的多功能一体化的信号波形设计方法， 其特征在于， 所述根据 所建 立的波形设计准则， 确定多功能一体化波形的性能指标， 包括： 根据波形设计准则， 选择对 应的波形的性能指标； 所述目标估计精度准则 对应的波形的性能指标包括距离CRB、 速度CRB和目标散射系数 CRB； 所述目标回波信噪比准则对应的波形的性能指标包括模糊函数和相参累积特性； 所述目标分类准则对应的波形的性能指标包括雷达接收信号与随机目标间的条件互 信息； 所述信道容 量准则对应的波形的性能指标包括信道容 量； 所述通信有效性 准则对应的波形的性能指标包括数据传输 速率； 所述通信可靠性 准则对应的波形的性能指标包括 通信误码率； 所述压制干扰效能准则对应的波形的性能指标包括干扰波形熵值； 所述欺骗干扰效能准则对应的波形的性能指标包括干扰波形与干扰目标波形的相似 度。 8.如权利要求1所述的多功能一体化的信号波形设计方法， 其特征在于， 所述根据多功 能一体化波形的性能指标、 任务目标信息和电磁环境信息， 建立波形设计目标函数， 包括：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115542258 A 3