[发明专利]一种用于多发射GMTI雷达系统的认知波形优化处理方法

权利要求书

1.一种用于多发射GMTI雷达系统的认知波形优化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）接收多发射波形的回波数据；

（2）对环境进行认知，设计与环境逆匹配的脉冲压缩参考模板；

（3）参照参考模板设计与环境逆匹配的任意波形脉冲压缩滤波器；

3a）初始化参数：约束主瓣区域、期望信息矩阵C和对应的约束值g、初始加权系数矩阵W，迭代次数K；

3b）计算出加权时域相关矩阵B；

3c）计算出滤波器权值h；

3d）将得到的脉压结果与参考模板进行对比。判断脉压结果是否和模板匹配若匹配则停止，滤波器设计完毕；若不匹配，则找出旁瓣的最低峰值电平Pr作为参考电平，更新加权系数矩阵W，返回到3b）迭代K次直到满足要求后完成滤波器的设计；

（4）用（3）设计的脉冲压缩滤波器对多发射波形回波数据进行处理时，针对多发分离得到多发射波形中每个波形进行脉压,尽可能保证具有相似的主旁瓣特性,即要求对不同的发射波形采用同样的脉压参考模板；

多发射波形中有M个发射波形，每个波形的约束矩阵为，用替换（3）中任意波形滤波器设计中的C；

（5）对获得的多发射波形脉压数据之间做相消处理完成杂波抑制。

2.根据权利要求1所述的优化处理方法，其特征在于：步骤（3）具体执行以下步骤：

首先设置初始参数：给定主瓣区域Ω、期望信息矩阵C=span(x_i) i∈Ω和对应的约束值g；其中x_i是接收回波数据矩阵的第i个列向量，span(·)表示由括号内元素张成的向量；若约束的主瓣范围仅包括一个主峰点，那么C=x₀和g=1；设置初始加权系数矩阵W；旁瓣区的人工干扰功率的初值为1，主瓣区人工干扰功率的初值为0，即当i∈Ω时w(i)=0；当时w(i)=1，迭代系数λ是一个常量；

然后计算初始的加权时域相关矩阵B：

B=XWX^*                                (1)

其中(·)^*为括号内矩阵的转置；

通过解决带约束的优化问题minhh*Bhs.tC*h=g]]>得出滤波器的最优权值h ：

h=B^-1C(C^*B^-1C)^-1g                       (2)

其中，表示以h为变量取括号内元素的最小值，s.t表示约束条件符号，(·)^-1为括号内矩阵的逆矩阵；

计算时域响应y：

y=X^*h                        （3）

然后将得到的脉冲压缩结果与参考模板进行对比；若和模板匹配则停止，滤波器设计完毕；若不匹配，则寻找旁瓣的最低峰值电平Pr，将其作为参考电平；在迭代过程中Pr的位置也是变化的，通过以下方法找到：将某一距离单元的电平值与其左右相邻的电平值比较，若它的电平值大于其左右相邻距离单元的电平值，则它为峰值电平，所有峰值电平中最小的一个即为最低峰值电平Pr；与参考模板的旁瓣相比较，在高于参考模板旁瓣的旁瓣区其加权系数应增加，而在低于参考旁瓣电平的旁瓣区域其加权系数应下降；更新加权系数矩阵W，

w(i)=0i∈Ωmax{w(i)+λw(i)[|y(i)|-Pr D(i)]Pr D(i),0}i∉Ω---(4)]]>

其中，max(·)表示取括号内元素的最大值，|(·)|表示取括号内元素的绝对值，Pr D(i)是将时域脉冲压缩响应的参考模板线性尺度变换到最低峰值电平的程度，称作绝对电平；

最后根据更新后的W重新计算时域相关矩阵B，迭代K次直到滤波器的响应与模板匹配，完成滤波器的设计；迭代的目的是最小化实际旁瓣电平与期望参考模板旁瓣电平之差的最大值。

3.根据权利要求1所述的优化处理方法，其特征在于，步骤（4）具体执行以下步骤：设多发射波形中有M个发射波形，回波信号的输入矩阵和加权时域相关矩阵以及对应于第m个发射波形的约束矩阵分别表示为：

X~=Σm=1MXm,C~m=span(xim),i∈Ω---(5)]]>

其中，表示对括号内元素求和，X^m是对应于第m个发射波形的回波数据矩阵，是对于于第m个发射波形的约束矩阵，是X^m的第i个列向量；用替换步骤（3）滤波器设计中的X，同样C用替换，便可分离得到多发射波形中每个发射波形对应的脉冲压缩结果，从不同的通道中输出。