[发明专利]一种雷达发射波形和接收滤波器权向量的联合生成方法

说明书

本发明公开了一种雷达发射波形和接收滤波器权向量的联合生成方法，涉及雷达技术领域，解决了现有波形设计方法中缺乏针对恒模约束和接收滤波器权向量直接办法的问题。本发明包括将MIMO雷达的发射能量被集中在目标方向，同时在干扰方向上形成凹口，将带权重因子的关于SINR值的非凸优化问题，转换为黎曼流形上的一个无约束优化问题，并采用RCG算法在黎曼共轭梯度下降方法中，需要通过迭代方式不断逼近最优解。本发明抑制干扰的能力更强，获得的信干噪比更高。

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，具体涉及一种雷达发射波形和接收滤波器权向量的联合生成 方法。

背景技术

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)雷达和相控阵雷达的天线布阵方式相似，但和相控 阵雷达不同的是，MIMO雷达可以发射相互独立的信号分量，这能提升MIMO雷达的SINR (signal-to-interference-plus-noise ratio，信干噪比)性能。

在实际场景中，由于雷达发射端为了避免波形失真总是工作在饱和状态，因此恒模约束 是必须在波形设计中添加的约束条件，有关恒模约束下的波形设计研究也吸引了广泛关注。 其中，在恒模约束下通过合适的波形设计来充分抑制干扰，同时在接收端通过合适的滤波器 权向量设计获得较高的信干噪比，是MIMO波形优化的主要研究方向之一。

在已有方法中，产生MIMO雷达的发射端波形后，在接收端的滤波器权向量设计问题会 采用MVDR(Minimum variance distortionless response,最小方差不失真响应)算法解决，因此提升信干 噪比的主要难点就集中在了发射端的波形设计上。为了评估干扰抑制能力，发射端生成波形 的协方差矩阵的秩是一个重要因子。波形协方差矩阵的秩越大，干扰抑制的能力就相对越强。 由于相控阵雷达产生的波形协方差矩阵的秩是1，它的干扰抑制能力也相对较弱。文献《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.》(以下简称文 献1)中产生的波形协方差矩阵的秩是大于2的，因此该方法的干扰抑制能力相对相控阵雷 达也要更强。文献《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.》(以下简称文献2)进一步提出了一种非凸优化方法， 该方法中的波形协方差矩阵的秩可以通过能量分配被灵活调整，但是该方法中信干噪比的性 能会随着干扰数量的增加而降低。

由于恒模约束的限制，SINR优化问题总是NP-hard型，因此难以解决。现有波形设计方 法中缺乏针对恒模约束和接收滤波器权向量的直接办法，这也影响了其性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有波形设计方法中缺乏针对恒模约束和接收滤波器权 向量的直接办法，本发明提供了解决上述问题的一种雷达发射波形和接收滤波器权向量的联 合生成方法。

本发明通过下述技术方案实现：

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种雷达发射波形和接收滤波器权向量的联合生成方法，将发射能量被集中在目标方向， 同时在干扰方向上形成凹口，将带权重因子的关于SINR值的非凸优化问题，转换为黎曼流 形上的一个无约束优化问题，并采用RCG算法在黎曼共轭梯度下降方法中，需要通过迭代方 式不断逼近最优解，其中，SINR的值被变量接收滤波器的权向量和波形协方差矩阵共同影响；