PAPR和相似性约束下低截获频控阵MIMO雷达系统的设计方法技术方案

本发明专利技术公开了PAPR和相似性约束下低截获频控阵MIMO雷达系统的设计方法，包括：S0：构建优化问题，初始化外循环迭代次数、内循环迭代次数，随机初始化发射波形矩阵；S1：固定当前的发射波形矩阵，利用MVDR法求解优化问题，计算接收滤波器；S2：固定本次迭代下的接收滤波器，基于交替方向乘子法和有效集合法计算并更新发射波形向量；S3：重复步骤S1～S2，直至达到迭代结束条件。本发明专利技术考虑杂波、干扰和噪声环境以及发射波形满足PAPR和相似性下条件，将优化问题构造成多比例分式规划问题，利用循环迭代法、ADMM和ASM联合优化发射信号。

【技术实现步骤摘要】
PAPR和相似性约束下低截获频控阵MIMO雷达系统的设计方法
本专利技术属于阵列信号处理
，具体涉及PAPR和相似性约束下低截获频控阵MIMO雷达系统的设计方法。
技术介绍
在现代电子对抗中，日趋多变复杂的雷达电磁环境对低截获技术提出了新的要求，希望雷达系统能够根据目标和环境的变化，而实时地调整发射端的各项参数指标，以达到更好的低截获效果。低截获概率(Lowprobabilityofintercept,LPI)雷达能够探测目标的同时降低被敌方发现的概率，为雷达及其载体的安全性提供保障，研究LPI雷达及其实现技术显得日益迫切，而通过有效的技术使得敌方无法获得雷达发射的辐射能量更是关键所在。低截获技术在雷达发射端的研究主要包括三个方面：1)将能量分散在频率域中，设计超宽带波形；2)将能量分散在时间域中，设计出高占空比的波形；3)将能量分散在空间域中，设计出较宽的天线辐射方向图主瓣。MIMO(Multiple-InputMultiple-Output，多入多出)雷达的概念自2003年一经提出，涌现出了大批学者就其关键技术和相关的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.PAPR和相似性约束下低截获频控阵MIMO雷达系统的设计方法，其特征是，包括：/nS0：构建优化问题

【技术特征摘要】
20191220 CN 20191133043091.PAPR和相似性约束下低截获频控阵MIMO雷达系统的设计方法，其特征是，包括：
S0：构建优化问题初始化外循环迭代次数k＝0，初始化内循环迭代次数n＝0，随机初始化发射波形矩阵S，记为sm0表示第m个发射天线对应的发射波形向量初始值，m＝1，2，…Mt；s＝vec(S)；
其中：ωp是第p个目标函数的加权，ωp∈[0,1]，且满足
P(S)为发射信号的空间发射功率，SCNR(x,S)为接收端信号经接收滤波器后的输出信干噪比；PAPR(s)表示s的PAPR约束，s0表示参考波形，σ和ξ表示控制参数；
S1：固定当前的发射波形矩阵，利用MVDR法求解优化问题，计算接收滤波器当前所计算的接收滤波器即第k次迭代下的接收滤波器，记为xk；
其中：W1的定义为：表示Mt×Mt的单位矩阵；v(r,θ)定义为：虚拟阵列的导向向量，b(θ)表示接收天线阵列的导向向量，a(r,θ)表示发射天线阵列的导向向量；
Rcje的定义为：Rcje＝Rc+Rj+Re，其中，Rc，Rj和Re分别为杂波协方差矩阵、干扰协方差矩阵和噪声协方差矩阵；
在第k次外循环迭代下，执行步骤S2：
S2：固定本次迭代下的接收滤波器xk，基于交替方向乘子法和有效集合法计算并更新发射波形向量s；已知当前的迭代值带上标n的参数表示在第n次内循环迭代开始时的参数值；本步骤进一步包括：
S201：更新辅助变量hr，本子步骤进一步包括：
S201a：构建实数形式的目标函数t1,r,t2,r,s0,r,sr,RA,r,Rcvx,r,Rvx,r,En,r分别表示t1,t2,s0,s,RA,Rcvx,Rvx,En的实数值形式；
参数t1和t2定义为：其中，RA、Rcvx、Rvx分别定义为：









S201b：在ADMM框架下，通过引入变量z1,r,z2,r,ur,vr，将上述目标函数转化到增广拉格朗日函数ft,r(sr,hr,t1,r,t2,r,z1,r,z2,r,ur,vr)，从而获得目标函数：



其中，ρ1,ρ2,ρ3,ρ4均为惩罚参数，且均大于0；RAt定义为：RAt＝RA-t1/MtEt；Rxt定义为：Rxt＝Rcvx-t2Rvx；RAt,r、Rxt,r分别表示RAt、Rxt的实数值形式；
S201c：将S201b中的目标函数构造成标准ASM形式：利用有效集合法求解hr，本次求解得到的hr记为
其中，Q,p,αi,bi均为辅助变量，定义如下：

【专利技术属性】
技术研发人员：巩朋成，谭海明，王兆彬，邓薇，朱鑫潮，周顺，李婕，张正文，丰励，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42