一种MIMO雷达发射方向图优化设计方法技术

本发明专利技术公开了一种MIMO雷达发射方向图优化设计方法，通过建立发射方向图，提出原始问题，将原始问题转换为黎曼复圆流形上的无约束二次拉格朗日乘子问题UQLMP，通过有效地找到下降方向和步长以确保目标函数单调不增，然后提出基于流形优化的共轭梯度MOCG算法来解决UQLMP，完成发射方向图优化设计。本发明专利技术的方法与现有方法通过松弛来求解该问题不同，无需松弛处理，在干扰方向上能形成更低的凹口，进而获得更高的信干噪比。获得更高的信干噪比。获得更高的信干噪比。

【技术实现步骤摘要】
一种MIMO雷达发射方向图优化设计方法


[0001]本专利技术属于雷达
，具体涉及一种MIMO雷达发射方向图优化设计方法。

技术介绍

[0002]MIMO发射方向图设计是多输入多输出(MIMO)雷达系统中的关键技术问题。通过减少干扰方向的辐射功率并最大化目标方向的辐射功率以设计理想的发射方向图，这对于提高信干噪比(SINR)至关重要。值得注意的是，由于雷达系统中的非线性放大器必须工作在饱和模式，具有恒模(CM)约束的波束方向图设计在工程应用中尤其关键。因此，恒模约束下的发射方向图设计尤其受到关注。
[0003]恒模约束的MIMO雷达天线方向图优化设计对于提高信干噪比至关重要。现有的设计方法是通过松弛间接处理恒模约束问题，易导致性能下降或计算复杂。恒模约束导致该问题是非凸和NP难的，这使得该问题通常无法直接求解。通常，现有方法可以分为两类。
[0004]第一类方法通过松弛恒模约束来解决问题。文献1“G.Cui，H.Li，and M.Rangaswamy，
‘
Mimo radar waveform desig本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MIMO雷达发射方向图优化设计方法，具体步骤如下：S1、建立发射方向图，提出原始问题；S2、将原始问题转换为黎曼复圆流形上的无约束二次拉格朗日乘子问题(UQLMP)；S3、提出基于流形优化的共轭梯度(MOCG)算法来解决UQLMP，完成发射方向图优化设计。2.根据权利要求1所述的一种MIMO雷达发射方向图优化设计方法，其特征在于，所述步骤S1具体如下：设共置MIMO雷达拥有N
T
根发射天线；令其中，M表示快拍数，表示第n
t
个天线在第m个快拍时的发射信号；则第m个采样向量表示为其中，表示维数为N
T
×
1的矩阵，(
·
)
T
表示转置运算操作，则发射波形矩阵表示为x
m
(N
T
)表示第m个快拍数据的采样向量中第N
T
个发射天线的发射信号值；发射方向图p(θ)为沿不同角度方向的辐射能量函数，表示为：其中，θ表示角度方向变量，表示导向向量，(
·
)
T
表示转置运算操作，(
·
)
H
表示共轭转置运算操作；此时发射方向图的问题可表述为：其中，θ0和θ
q
分别表示目标方向和第q个干扰方向，Q表示总干扰数目，E
t
表示总的发射能量，|
·
|表示取模运算，Σ表示求和符号；表示所有干扰方向的发射功率总和；表示目标方向的发射功率；表示恒模约束。3.根据权利要求1所述的一种MIMO雷达发射方向图优化设计方法，其特征在于，所述步骤S2具体如下：利用Kronecker积的计算性质和拉格朗日乘子法，将式(2)转换为黎曼复圆流形上的UQLMP，式(2)中的简化为：
其中，
·
表示Frobeneous范数运算，vec(
·
)表示将矩阵列向量化，表示单位矩阵，表示Kronecker积运算符号，可得则式(2)简化为：其中，x
l
表示向量x中每个元素的模值；恒模(CM)约束可以在几何上解释为将解限制在平滑的黎曼复圆流形上，其中L＝MN
T
；它表示为：则在黎曼复圆流形上，式(4)重新表述为：使用拉格朗日乘子方法，式(6)最终转换为黎曼复圆流形上的无约束二次拉格朗日乘子问题(UQLMP)...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨水锋，倪寒琦，钟凯，杨建宇，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：