[发明专利]基于流形优化的MIMO雷达波形生成方法

说明书

本发明公开了基于流形优化的MIMO雷达波形生成方法，涉及雷达技术领域，解决了恒模约束在波形设计中的限制问题。本发明包括通过Armoji线性搜索方法计算步长t_k；采用黎曼最陡下降算法并收缩运算更新s_k+1；更新黎曼梯度，采用向量变换法则将d_k转换到切空间计算Polark‑Ribière参数β_k，并令k＝k+1；如果||gradf(s)||≤ε，其中ε是控制收敛的参数，输出波形的最优解s_opt＝s^k+1；否则，返回操作直至收敛；最优解为MIMO雷达发射机的发射波形。本发明在SNR较低的条件下，可以比现有方法获得更高的信干噪比。

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，具体涉及基于流形优化的MIMO雷达波形生成方法。

背景技术

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)雷达，通过发射相互独立的信号分量探测目标和实现参数估计，在近年来已经吸引了广泛的关注。根据雷达天线间的距离不同，MIMO雷达可以分为两类，分布式MIMO雷达(distributed MIMO radar)和集中式MIMO雷达(colocated MIMO radar)。分布式雷达的天线是分布式的，空间中彼此的间距较远，拥有更好的目标探测性能和更高的定位精度。集中式MIMO雷达的天线是集中式的，与相控阵雷达的天线排布方式类似。但是，集中式MIMO雷达相对于相控阵雷达，在天线数量相等的情况下可以识别更多的目标。同时，其还拥有更优越的波束赋形性能以及更高的距离分辨率，SINR(signal-to-interference-plus-noise ratio，信干噪比)性能也更为优秀。

为了更好地发挥集中式MIMO雷达的优势，设计合适的发射波形是关键的前提，这也是近年来的研究重点之一。集中式MIMO雷达波形设计思路有两种：两步法和一步法。两步法先设计波形协方差矩阵，然后再从波形协方差中合成波形。一步法则是直接设计波形，因此避免了从波形协方差矩阵分离出波形带来的性能损失。同时，一步法还降低了计算复杂度。因此，相对于两步法，一步法拥有更多的实际意义。本发明方法属于一步法。