[發明專利]一種雷達發射波形和接收濾波器權向量的聯合生成方法

有效

• 申請號: 202110293105.0
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113050079B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 王鵬飛;張偉見;胡進峰;鐘凱;李玉枝;鄒欣穎;董重;魏志勇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學長三角研究院（衢州）
• 主分類號: G01S13/02
• 分類號: G01S13/02;G01S7/02;G06F17/16
• 代理公司: 成都云縱知識產權代理事務所(普通合伙) 51316
• 代理人: 伍星

本發明公開了一種雷達發射波形和接收濾波器權向量的聯合生成方法，涉及雷達技術領域，解決了現有波形設計方法中缺乏針對恒模約束和接收濾波器權向量直接辦法的問題。本發明包括將MIMO雷達的發射能量被集中在目標方向，同時在干擾方向上形成凹口，將帶權重因子的關于SINR值的非凸優化問題，轉換為黎曼流形上的一個無約束優化問題，并采用RCG算法在黎曼共軛梯度下降方法中，需要通過迭代方式不斷逼近最優解。本發明抑制干擾的能力更強，獲得的信干噪比更高。

技術領域

本發明涉及雷達技術領域，具體涉及一種雷達發射波形和接收濾波器權向量的聯合生成 方法。

背景技術

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)雷達和相控陣雷達的天線布陣方式相似，但和相控 陣雷達不同的是，MIMO雷達可以發射相互獨立的信號分量，這能提升MIMO雷達的SINR (signal-to-interference-plus-noise ratio，信干噪比)性能。

在實際場景中，由于雷達發射端為了避免波形失真總是工作在飽和狀態，因此恒模約束 是必須在波形設計中添加的約束條件，有關恒模約束下的波形設計研究也吸引了廣泛關注。 其中，在恒模約束下通過合適的波形設計來充分抑制干擾，同時在接收端通過合適的濾波器 權向量設計獲得較高的信干噪比，是MIMO波形優化的主要研究方向之一。

在已有方法中，產生MIMO雷達的發射端波形后，在接收端的濾波器權向量設計問題會 采用MVDR(Minimum variance distortionless response,最小方差不失真響應)算法解決，因此提升信干 噪比的主要難點就集中在了發射端的波形設計上。為了評估干擾抑制能力，發射端生成波形 的協方差矩陣的秩是一個重要因子。波形協方差矩陣的秩越大，干擾抑制的能力就相對越強。 由于相控陣雷達產生的波形協方差矩陣的秩是1，它的干擾抑制能力也相對較弱。文獻《S. Ahmed and M.Alouini,“Mimo-radar waveformcovariance matrix for high sinr and low side-lobe levels,IEEE Transactions onSignal Processing,vol.62,no.8,pp.2056–2065,2014.》(以下簡稱文 獻1)中產生的波形協方差矩陣的秩是大于2的，因此該方法的干擾抑制能力相對相控陣雷 達也要更強。文獻《M.Bolhasani,E.Mehrshahi,and S.A.Ghorashi,“Waveform covariance matrix designfor robust signaldependent interference suppression in colocated mimoradars,”Signal Processing,vol.152,pp.311–319,2018.》(以下簡稱文獻2)進一步提出了一種非凸優化方法， 該方法中的波形協方差矩陣的秩可以通過能量分配被靈活調整，但是該方法中信干噪比的性 能會隨著干擾數量的增加而降低。

由于恒模約束的限制，SINR優化問題總是NP-hard型，因此難以解決。現有波形設計方 法中缺乏針對恒模約束和接收濾波器權向量的直接辦法，這也影響了其性能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：現有波形設計方法中缺乏針對恒模約束和接收濾波器權 向量的直接辦法，本發明提供了解決上述問題的一種雷達發射波形和接收濾波器權向量的聯 合生成方法。

本發明通過下述技術方案實現：

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種雷達發射波形和接收濾波器權向量的聯合生成方法，將發射能量被集中在目標方向， 同時在干擾方向上形成凹口，將帶權重因子的關于SINR值的非凸優化問題，轉換為黎曼流 形上的一個無約束優化問題，并采用RCG算法在黎曼共軛梯度下降方法中，需要通過迭代方 式不斷逼近最優解，其中，SINR的值被變量接收濾波器的權向量和波形協方差矩陣共同影響；