[發明專利]基于坐標下降算法的MIMO雷達發射波形合成方法

有效

• 申請號: 201711291266.6
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108226878B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 糾博;鄭浩;劉宏偉;周生華
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/36
• 分類號: G01S7/36;G01S7/42
• 代理公司: 61205 陜西電子工業專利中心
• 代理人: 田文英;王品華

1.一種基于坐標下降算法的多輸入多輸出MIMO雷達發射波形合成方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)構建干擾空域導向矢量：

將對方干擾源方位角代入干擾導向矢量公式，得到干擾空域導向矢量；

(2)構建干擾子空間矩陣：

將干擾空域導向矢量代入干擾子空間公式，得到干擾子空間矩陣；

(3)構建目標空域導向矢量

將雷達待探測目標方位角代入目標導向矢量公式，得到目標空域導向矢量；

(4)構建發射信號協方差矩陣：

將目標空域導向矢量代入發射信號協方差矩陣公式，得到發射信號協方差矩陣；

(5)合成多輸入多輸出恒模發射波形矩陣：

(5a)隨機產生一個矩陣內所有元素幅值均相等的多輸入多輸出恒模發射波形矩陣，將之作為初始矩陣；

(5b)將發射信號協方差矩陣與初始多輸入多輸出恒模發射波形矩陣,代入下述的多輸入多輸出恒模發射波形矩陣公式中，得到一個當前的多輸入多輸出恒模發射波形矩陣；

其中，X₁表示當前的多輸入多輸出恒模發射波形矩陣，exp表示以自然常數為底的指數操作，j為虛數單位符號，·表示相乘操作，angle表示取矩陣中各元素相位值操作，svd表示對矩陣進行奇異值分解操作，X₀表示初始多輸入多輸出恒模發射波形矩陣，R表示發射信號協方差矩陣，表示取矩陣的平方根操作，H表示對矩陣進行共軛轉置操作；

(5c)將發射信號協方差矩陣與當前多輸入多輸出恒模發射波形矩陣,代入步驟(5b)的多輸入多輸出恒模發射波形矩陣公式中，得到一個新的多輸入多輸出恒模發射波形矩陣；

(5d)判斷當前多輸入多輸出恒模發射波形矩陣與新的多輸入多輸出恒模發射波形矩陣之差是否滿足停止條件，若是，則執行步驟(6)，否則，將新的多輸入多輸出恒模發射波形矩陣作為當前多輸入多輸出恒模發射波形矩陣后執行步驟(5c)；

(6)采用下式的坐標下降算法，依次修正多輸入多輸出恒模發射波形矩陣中的每一行元素：

其中，表示修正后的多輸入多輸出恒模發射波形矩陣的第l行元素，x_m表示修正前的多輸入多輸出恒模發射波形矩陣的第m行元素，⊙表示向量間的哈達瑪相乘操作，|| ||₂表示2范數操作，v_c表示干擾子空間矩陣的第c行元素，l、m、c的取值對應相同，取值范圍為[1,N]，N表示雷達天線陣元的總數，V表示干擾子空間矩陣，H表示共軛轉置操作，*表示共軛操作；

(7)判斷修正后的多輸入多輸出恒模發射波形矩陣是否滿足抗干擾條件，若是，則執行步驟(8)，否則，執行步驟(6)；

(8)將多輸入多輸出恒模發射波形矩陣中的各行元素作為雷達各陣元的發射波形。

2.根據權利要求1所述的基于坐標下降算法的多輸入多輸出MIMO雷達發射波形合成方法，其特征在于，步驟(1)中所述的干擾導向矢量公式如下：

其中，a(θ_k)表示對方第k個干擾源方位角θ_k處的干擾空域導向矢量，k的取值范圍為[1,K]，K表示干擾源的總數，exp表示以自然常數為底的指數操作，j表示虛數單位符號，π表示圓周率，·表示相乘操作，d表示雷達天線陣元間的間距，n表示雷達天線陣元的序號，n的取值范圍為[0,N-1]，N表示雷達天線陣元的總數，sin表示正弦值操作，λ表示雷達發射信號的波長，θ_k表示對方第k個干擾源方位角。

3.根據權利要求1所述的基于坐標下降算法的多輸入多輸出MIMO雷達發射波形合成方法，其特征在于，步驟(2)中所述干擾子空間公式如下：

V＝[a(θ_k)]

其中，V表示干擾子空間矩陣，[]表示矩陣化操作，a(θ_k)表示第k個干擾源方位角θ_k處的干擾空域導向矢量，k的取值范圍為[1,K]，K表示對方干擾源的總數。