飞行器集群探测、定位、通信一体化波形技术发展综述

doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2026.05.002

摘要/Abstract

摘要：

飞行器集群作战作为未来战场环境下的新型作战样式，面临卫星导航拒止、电磁干扰问题以及探测、定位、通信多功能与低体积、重量和功耗（SWaP）矛盾的问题。解决这些问题的关键在于高效的探测、定位、通信一体化波形设计，用以获取集群内各飞行器之间的相对时空关系以及集群相对于非合作目标之间的相对时空关系。回顾总结了探测、定位、通信一体化技术的发展阶段与发展趋势，梳理了面向集群应用的多功能一体化波形技术体系和研究现状，从应用场景、现有几种一体化波形性能及其改进方法进行深入分析，并针对各波形性能对其适用场景做了总结，对此领域未来的潜在发展方向进行了展望，旨在为集群探测、定位、通信一体化波形设计提供指导。

关键词: 飞行器集群, 多功能一体化, 探测通信一体化, 通信定位一体化, 一体化波形

Abstract:

As a new type of combat mode in the future battlefield environment， aircraft swarm combat is faced with the problems of satellite navigation denial， electromagnetic interference， and the contradiction between multiple functions of detection， positioning， and communication and low size， weight， and power consumption （SWaP）. The key to solving these problems is to design an efficient integrated detection， positioning， and communication waveform， which can be used to obtain the relative space-time relationship between the aircraft within the swarm and that between the swarm and the non-cooperative target. This paper reviews the development stage and trend of detection， positioning， and communication integration technology， and summarizes the multi-functional integrated waveform technology systems and research status for swarm applications. The application scenarios， the performance of several existing integrated waveforms， and their improvement methods are analyzed. The applicable scenarios are summarized for each waveform based on its performance， and the future potential development directions in this field are prospected with the aim of providing guidance for the design of integrated waveform of swarm detection， positioning， and communication.

Key words: aircraft swarm, multifunctional integration, detection and communication integration, communication and positioning integration, integrated waveform

中图分类号:

TN958

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图/表 18

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复用方式	原理	存在的问题
空分复用	基于有源相控阵波束成形技术，实现对波束指向的控制	干扰严重
时分复用	通过频段划分实现多功能	频谱利用率低
频分复用	通过时隙划分实现多功能	依赖严格的时间同步
码分复用	基于正交扩频技术实现多功能	正交码集有限

复用方式	原理	存在的问题
空分复用	基于有源相控阵波束成形技术，实现对波束指向的控制	干扰严重
时分复用	通过频段划分实现多功能	频谱利用率低
频分复用	通过时隙划分实现多功能	依赖严格的时间同步
码分复用	基于正交扩频技术实现多功能	正交码集有限

分类	波形	优点	缺点
单载波	LFM	能够很好地兼容现有雷达体制，且信号包络恒定，实现简单	通信的数据率和频谱效率低
多载波	OFDM-LFM	抗多径衰落能力强，系统兼容性好，高距离分辨率与速度分辨率	由于LFM信号的扩频使频谱效率较低
	OFDM	不存在距离速度耦合，具有较高的频谱利用率	高PAPR，高速场景下多普勒容忍度差，模糊函数旁瓣较高
	FBMC	频谱利用率高，模糊函数旁瓣低	高PAPR，高速场景下多普勒容忍度较差，计算复杂度较高
	OTFS	PAPR较低，模糊函数特性优于OFDM，频谱效率高，多普勒容限高	在实际应用和研究中还不成熟，计算复杂度高，技术实现复杂

分类	波形	优点	缺点
单载波	LFM	能够很好地兼容现有雷达体制，且信号包络恒定，实现简单	通信的数据率和频谱效率低
多载波	OFDM-LFM	抗多径衰落能力强，系统兼容性好，高距离分辨率与速度分辨率	由于LFM信号的扩频使频谱效率较低
	OFDM	不存在距离速度耦合，具有较高的频谱利用率	高PAPR，高速场景下多普勒容忍度差，模糊函数旁瓣较高
	FBMC	频谱利用率高，模糊函数旁瓣低	高PAPR，高速场景下多普勒容忍度较差，计算复杂度较高
	OTFS	PAPR较低，模糊函数特性优于OFDM，频谱效率高，多普勒容限高	在实际应用和研究中还不成熟，计算复杂度高，技术实现复杂