阵元等功率约束下的MIMO雷达发射加权矩阵优化算法

为提高多输入多输出(MIMO)雷达的目标角度估计性能,同时兼顾雷达发射功率利用率的需求,该文以合成发射导向矢量与期望导向矢量二范数误差为目标函数,研究了阵元等功率约束下的发射加权矩阵优化问题。推导了发射加权矩阵向量化条件下的等价优化模型,并基于循环优化方法和改进PDR算法对其进行了求解。在每次迭代过程中,所提方法均能获得子优化问题的闭式解,因而其计算复杂度非常低。在此基础之上,从理论上证明了所提方法的收敛性。由于该方法实现了MIMO雷达发射功率在期望空域的聚焦,在同等条件下相比传统MIMO雷达能够有效提高目标的角度估计性能。最后,仿真实验表明了所提方法的有效性。

利用发射自由度提高机载相控阵雷达检测性能的方法

机载相控阵预警雷达由于载机运动,收到的杂波信号呈现二维分布特性。针对地杂波二维耦合特性,文中提出一种利用发射自由度预白化杂波的方法,可以有效提高机载相控阵雷达的检测目标性能。该方法利用了二进制伪随机序列的自相关特性,通过在不同脉冲之间使用不同的发射权值,将来源于发射方向图副瓣的地杂波白化到噪声空间,进而提升了机载雷达的动目标检测性能。通过数值仿真实验,证明该方法能够预白化地杂波,有效提升了雷达检测目标的信杂噪比。

基于幅相控制的雷达-通信一体化系统稳健波形设计方法

为克服现有基于旁瓣电平控制的雷达-通信一体化系统对通信设备方向信息要求高的不足,同时有效提升雷达系统的通信信息传输能力,以多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)雷达为平台,研究了雷达-通信一体化系统发射加权矩阵的稳健设计方法。首先,为解决通信方向误差引起合成信号的畸变问题,以方向误差集内通信信号与期望信号的最差匹配性能为约束,构建了通信方向存在误差时的发射加权矩阵的稳健优化模型,并采用循环算法和凸优化方法对其进行求解;其次,利用通信方向多个合成信号的联合映射关系,提出了基于幅相控制的通信信息植入策略,由于利用了合成信号的幅相排列信息,相比传统方法能够更易实现通信信息的高速率传输;最后仿真实验表明了所提方法的有效性。

最大化信干噪比的双基地MIMO雷达波形设计

为提高双基地MIMO雷达在信号相关干扰条件下对区域目标的探测能力,同时兼顾降低接收端回波信号处理的难度,以雷达输出信干噪比(signal-to-interference-plus-noise ratio,SINR)最大化为准则,提出了一种信号相关干扰条件下的双基地MIMO雷达发射波形设计方法。首先,基于基波束思想将发射波形的设计转换为对发射加权矩阵的设计,然后采用循环优化方法对发射加权矩阵和接收机权值进行联合优化,通过广义Rayleigh商、半正定松弛技术及Charnes-Cooper变换求解问题,并利用高斯随机生成法得到最优发射加权矩阵向量解,最终通过矩阵化操作得到最优发射加权矩阵。实验仿真验证了所提方法的有效性。