基于联合优化松弛交替投影的组网雷达恒模波形设计

针对组网雷达工作频段拥塞、高自相关距离旁瓣及节点雷达间波形互干扰等问题,该文在恒模约束下引入联合优化松弛交替投影算法来设计稀疏频谱波形,使其同时具有低自相关旁瓣或低节点雷达间波形互扰特性。该算法利用功率谱与非周期相关函数的傅里叶变换关系将原优化问题转化为谱逼近问题,并通过多目标联合优化机制综合考虑各设计要求,引入松弛因子和加速因子扩展交替投影框架来优化收敛投影区,最终凭借快速傅里叶变换及加速交替投影机制实现迭代优化。仿真结果表明,该算法无需求解梯度,运算效率高且能够有效避免局部优化停滞,与当前流行投影算法及循环算法相比更适合工程实现。

基于相位域乘子法的MIMO雷达抗干扰波形设计快速优化方法

研究了在相似性约束下的多输入多输出(MIMO)雷达恒模波形设计问题。在存在信号依赖性干扰和高斯白噪声条件下,以最大化信干噪比为目标函数,以恒模和相似性为约束构建了数学优化模型,并采用迭代方式对发射波形和接收滤波器进行更新。在对波形序列优化过程中,由于恒模约束是非凸的,该数学优化模型为一非凸数学优化问题,计算难度较大。文中提出了相位域乘子法对MIMO雷达恒模波形优化问题进行快速求解。该算法将对恒模波形序列的直接优化问题转化为对波形相位序列的优化问题,降低计算复杂度。通过数值仿真手段将该算法与现有方法进行比较,结果证明了该算法能够有效获得具有低自相关积分旁瓣水平的波形,且具有较低的计算复杂度。

一种相位域低积分旁瓣雷达波形优化方法

雷达波形优化作为雷达领域中最重要的课题之一,受到广泛关注。雷达探测波形不仅要有恒定的幅度,还要有低的自相关副瓣。由于恒模约束是非凸的,所以针对低自相关旁瓣恒模波形优化问题复杂度很高。已有算法通常将包含波形幅度和相位信息的多维向量空间作为优化问题的可行解集合,计算过程需要恒模约束条件参与,导致寻优难度和计算量较大。该文提出了一种相位域低积分旁瓣恒模雷达波形优化方法,将对恒模波形寻优的可行解空间压缩至波形相位域的向量集合,对恒模波形向量中各元素相位与其他元素之间的关系进行深入分析并进行解析表示,进而基于坐标下降法的迭代优化思想对波形向量各元素依次更新。通过压缩可行集规模和采用闭式解更新变量的方法,获得了自相关积分旁瓣性能更优的波形序列,并有效降低了计算复杂度,提升了优化效率。最后该文通过数值仿真的方法验证所提方法的有效性。

基于幺模矩阵的MIMO雷达正交编码信号设计

针对MIMO雷达发射正交波形的要求,提出一种基于幺模矩阵的MIMO雷达信号设计的方法,该方法采用循环迭代算法,设计产生一组幺模的正交相位编码信号,通过仿真实验表明,由此算法设计信号波形具有较低的相关峰值旁瓣电平(PSL)和归一化的互相关峰值(CP)、支持更长的发射信号码长及良好的多普勒分辨率。且此算法具有收敛速度快、性能稳定、运算量低的特点。

基于主优化算法的雷达波形设计

为满足雷达复杂工作场景任务需求,提出一种基于主优化(MM)算法的低相关旁瓣、稀疏频谱波形设计方法;该方法首先建立最小化积分旁瓣电平准则下的恒模发射信号模型,并考虑工作频段拥塞情况下波形稀疏频谱特性,进而建立低相关旁瓣和稀疏频谱任务需求下的主优化(MM)目标函数表达式,最后利用主优化(MM)思想构造最小化积分旁瓣电平或稀疏频谱的算法框架。仿真结果表明,该算法能够有效降低积分旁瓣电平,并能够在干扰频段形成频带陷波,且在码长较长时仍具有较佳效果。

恒模发射波形和非匹配滤波器的联合设计

为改善接收端的探测效果,提出一种恒模发射波形和非匹配滤波器的联合设计方法,应用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)对所构造的数学优化模型进行了求解。通过引入多个辅助变量解除非凸优化问题和复杂约束的耦合关系,结合分式优化技术并构造分段阶跃函数,对子问题加以处理得出最优解。此外,还将此类联合优化设计扩展用于已知雷达发射波形基础上的接收端非匹配滤波器设计。仿真实验表明,所提出的联合设计方法可有效降低脉压输出的旁瓣。