王杰4,,
梁兴东1,2,,,
吴一戎1,2,
①.中国科学院电子学研究所 ??北京 ??100190
②.微波成像技术国家级重点实验室 ??北京 ??100190
③.中国科学院大学 ??北京 ??100049
④.南京信息工程大学电子与信息工程学院 ??南京 ??210044
基金项目:国家部委基金
详细信息
作者简介:朱柯弘(1992–)，男，重庆人；北京理工大学学士；中国科学院电子学研究所博士研究生；主要研究方向为SAR与通信一体化波形技术。E-mail: tyler523@163.com
王杰：王 ? 杰(1986–)，男，博士，现为中国科学院电子学研究所传感技术联合国家重点实验室博士后，主要从事多输入多输出合成孔径雷达、多维统一信号、雷达通信一体化等领域的研究工作。E-mail: wangjie110_ucas@sina.com
梁兴东(1973–)，男，陕西人；北京理工大学博士；中国科学院电子学研究所研究员；研究方向为高分辨率合成孔径雷达系统、干涉合成孔径雷达、成像处理及应用、实时数字信号处理等。E-mail: xdliang@mail.ie.ac.cn
吴一戎(1963–)，男，安徽人；中国科学院电子学研究所博士；中国科学院院士，研究员，研究方向为微波成像理论、微波成像技术和雷达信号处理。E-mail: wyr@mail.ie.ac.cn
通讯作者:梁兴东 ? xdliang@mail.ie.ac.cn
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出版历程
收稿日期:2018-05-04
修回日期:2018-06-25
Filter Bank Multicarrier Waveform Used for Integrated SAR and Communication Systems
Zhu Kehong1,2,3,,Wang Jie4,,
Liang Xingdong1,2,,,
Wu Yirong1,2,
①. Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
②. National Key Laboratory of Science and Technology on Microwave Imaging, Beijing 100190, China
③. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
④. College of Electronic and Information Engineering, Nanjing University of Information Science & Technology, Nanjing 210044, China
Funds:The National Ministries Foundation
摘要
摘要:合成孔径雷达(SAR)与通信一体化可提升SAR的信息交互能力，实现探测数据实时传输，提升系统整体性能。一体化平台在工作过程中，将引入多普勒偏移和多径效应，这使得广泛研究的正交频分复用(OFDM)一体化波形的正交性无法保持，成像与通信性能受限。该文提出利用滤波器组多载波(FBMC)波形实现SAR与通信一体化，一方面，FBMC波形对子载波间的正交性要求低，可以对抗多普勒与多径效应，另一方面，FBMC波形不采用循环前缀(CP)，因此可以避免出现虚假目标，提升了频谱利用率。该文分析了FBMC波形的一体化性能，针对一体化系统中的多径效应与多普勒偏移对FBMC波形的影响展开了研究，并针对大频偏的情况提出了适用于FBMC一体化波形的多普勒补偿算法。基于FBMC的SAR与通信一体化波形在宽测绘带SAR与通信一体化系统中有更好的性能，仿真试验验证了该结论。
关键词:SAR与通信一体化系统/
滤波器组多载波/
多径效应/
多普勒偏移/
正交频分复用 (OFDM)
Abstract:The integrated Synthetic Aperture Radar (SAR) and Communication system can improve the networking capabilities of SAR, realize the real-time transmission of detection data, and improve the overall performance of the system. In the working process of the integrated platform, Doppler shift and multipath effects will be introduced, which make the orthogonality of the widely studied Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) integrated waveforms unable to be maintained, and the imaging and communication performance is impaired. In this paper, the Filter Bank Multicarrier (FBMC) waveform used for the integrated SAR and communication systems is proposed. On the one hand, FBMC waveforms require low orthogonality between subcarriers, which can counter Doppler and multipath effects. On the other hand, FBMC waveforms do not use Cyclic Prefix (CP), so the false targets can be avoided and spectral efficiency can be improved. This paper analyzes the integrated performance of FBMC waveforms, studies the effects of multipath and Doppler shift on FBMC waveforms in the integrated system, and proposes a Doppler compensation algorithm for integrated FBMC waveform with large frequency shift. According to the above analysis, the FBMC waveform has better performance in the wide swath SAR and communication integration system. Simulation results verify the conclusion.
Key words:Integrated Synthetic Aperture Radar (SAR) and communication systems/
Filter Bank MultiCarrier (FBMC)/
Multipath effect/
Doppler shift/
Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)
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