[發(fā)明專利]一種基于凸松弛的MIMO雷達(dá)波形生成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110293103.1
• 申請(qǐng)日: 2021-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN113050078B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鵬飛;張偉見;胡進(jìn)峰;魏志勇;鄒欣穎;李玉枝;董重
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)長(zhǎng)三角研究院（衢州）
• 主分類號(hào): G01S13/02
• 分類號(hào): G01S13/02;G01S7/02;G06F30/20
• 代理公司: 成都云縱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51316
• 代理人: 伍星

1.一種基于凸松弛的MIMO雷達(dá)波形生成方法，其特征在于，對(duì)共置MIMO雷達(dá)，發(fā)射端的發(fā)射波形進(jìn)行優(yōu)化，在優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)中的干擾項(xiàng)和噪聲項(xiàng)單獨(dú)添加懲罰因子，懲罰因子用于在方向圖上加深凹口，同時(shí)對(duì)每個(gè)雷達(dá)快拍處波形的總能量進(jìn)行最大化優(yōu)化處理，還包括對(duì)波形的恒模約束進(jìn)行松弛處理；

包括所述共置MIMO雷達(dá)的信息如下：

所述共置MIMO雷達(dá)擁有N_T根發(fā)射天線和N_R根接收天線，s_m表示第n根天線的第m個(gè)快拍的發(fā)射波形，n＝1,2,…,N_T,m＝1,2,…,M，M為快拍數(shù)，且波形s的各個(gè)模值均控制為1，接收端的數(shù)據(jù)矩陣為：

x_m＝α₀A(θ₀)s_m+d(m)+v(m) (1)

其中：

1)α₀是散射系數(shù)，θ₀是方位角；

2)a_t(θ)為發(fā)射端的方向向量，a_r(θ)為接收端的方向向量，a_t(θ)和a_r(θ)分別表示為：

3)表示K個(gè)信號(hào)獨(dú)立的點(diǎn)干擾信號(hào)的疊加向量，令第k個(gè)干擾源的方向?yàn)棣?Sub>k，散射系數(shù)為α_k，k＝1,2,…,K，d(m)表示為：

4)表示高斯白噪聲向量，其均值為0，方差為滿足

建立最大化信干燥比的波形優(yōu)化問題的模型如下：

s.t.|s(i)|＝1,i＝1,2,…,MN_T

其中，s＝vec(S)，噪聲能量為接收的干擾能量為

目標(biāo)能量為：

其中，表示波形協(xié)方差矩陣，目標(biāo)能量轉(zhuǎn)換為

SINR表示為

采用最大化||s^HX||²的同時(shí)最小化||s^HY||²+σ²的方法來(lái)優(yōu)化最大化信干燥比的波形優(yōu)化問題即公式(10)；

包括最小化||s^HY||²+σ²的優(yōu)化步驟如下：最小化干擾能量和噪聲能量，對(duì)添加了一個(gè)懲罰系數(shù)w；其中

于是，最終的優(yōu)化問題表示為：

公式(12)仍然是一個(gè)凸優(yōu)化問題，采用CVX工具箱解決，其中v_i是一個(gè)N_T維的向量，其第i個(gè)分量是1，其余分量都是0。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于凸松弛的MIMO雷達(dá)波形生成方法，其特征在于，包括最大化||s^HX||²的優(yōu)化步驟如下：

最大化s^HX中的每一個(gè)元素，其中，的理論的上界：P₀＝N_T²(13)，基于理論的上界，建模優(yōu)化模型為：其中ε表示和P₀之間的匹配誤差，對(duì)公式(14)中的兩個(gè)非凸的約束問題進(jìn)行簡(jiǎn)化，對(duì)于第一個(gè)約束，引入一個(gè)松弛變量于是其改寫為：

其中公式(15)和公式(14)中的第一個(gè)約束的相等性由下式表示，對(duì)于有：

因此基于一個(gè)給定的公式(16)對(duì)于s_m就是一個(gè)松弛的約束；

公式(16)在給定的的條件下相對(duì)于變量s_m,ε就變成了凸問題，并通過Matlab的CVX工具箱直接解決。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于凸松弛的MIMO雷達(dá)波形生成方法，其特征在于，包括的最優(yōu)值由得到，利用一種交替優(yōu)化的方法，通過不斷地迭代更新s_m,ε以及的初始值為一個(gè)隨機(jī)生成的向量其所有分量均在[0,2π]內(nèi)。