Совместное проектирование радиолокационных и коммуникационных систем: применения, современное состояние и перспективы

Совместное использование частотных диапазонов радиолокационными и коммуникационными системами привлекло значительное внимание, поскольку позволяет избежать недостаточного использования спектральных ресурсов, постоянно выделенных для иных целей, и тем самым повысить эффективность. Кроме того, растет спрос на радиолокационные и коммуникационные системы, совместно использующие не только частотный диапазон, но и аппаратную платформу, поскольку это не только уменьшает нагрузку на спектр, но и обеспечивает преимущества как для операций зондирования, так и для передачи сигналов благодаря полной кооперации между обеими функциональными возможностями. Тем не менее успех совместного использования спектра и аппаратных средств радиолокационными и коммуникационными системами критически зависит от высококачественного совместного проектирования радиолокационных и коммуникационных средств. В первой части статьи представлен обзор прогресса исследований в областях сосуществования радиолокационных и коммуникационных систем, а также радиолокационно-коммуникационных систем двойного назначения (DFRC), с особым акцентом на сценарии применения и технические подходы. Во второй части предложены новая архитектура приемопередатчика и новая структура кадра для базовой станции (BS) DFRC, работающей в миллиметровом диапазоне (mmWave) и использующей гибридное аналого-цифровое (HAD) формирование диаграммы направленности. Предполагается, что BS обслуживает многoантенное пользовательское оборудование (UE) по каналу mmWave и одновременно активно обнаруживает цели. Цели также выполняют роль рассеивателей коммуникационного сигнала. В этой структуре предложена новая схема совместного поиска целей и оценки коммуникационного канала, основанная на всенаправленных пилот-сигналах, генерируемых HAD-структурой. При заданных полностью цифровом коммуникационном прекодере и желаемой передающей радиолокационной диаграмме направленности предлагается проектировать аналоговый и цифровой прекодеры при невыпуклых ограничениях постоянного модуля (CM) и мощности, чтобы BS могла формировать узкие лучи в направлении всех целей, одновременно предварительно компенсируя влияние коммуникационного канала. Кроме того, разработан HAD-приемник, способный одновременно обрабатывать сигналы от UE и эхо-сигналы...