基于约束优化理论的MIMO雷达波形设计算法研究
发布时间：2021-11-28 10:39
共置多输入多输出（MIMO）雷达通过多天线发射不同波形,并利用多天线接收回波以实现目标探测。相比传统相控阵雷达,共置MIMO雷达因其波形分集优势,在发射和处理端拥有更多的自由度,从而在目标检测、参数估计和抗干扰等方面具备优越的性能,已成为当前雷达领域研究的国际前沿与热点。MIMO雷达多样性波形设计是MIMO雷达系统的关键技术之一,旨在不同任务、环境和资源约束等条件下,依据目标检测、参数估计或抗干扰等性能准则,通过借鉴约束优化理论设计MIMO雷达波形,提升探测性能。大量军民电子设备的使用与复杂非均匀时变的地理环境,使得传统雷达探测环境日趋复杂,严重影响了微弱目标的探测性能。因此,如何在电磁频谱兼容与地理杂波等复杂电磁环境下通过设计MIMO雷达波形,提升探测性能,是一项具有重要意义与挑战性的课题。对此,本文针对频谱兼容或杂波环境下的MIMO雷达波形设计问题,开展了理论和方法研究,取得的主要创新点如下:1、针对窄带MIMO雷达发射波束赋形问题,提出了基于坐标下降（CD）的波形设计算法,通过增加波形相似性约束,有效兼顾了波束性能与波形模糊函数性能;提出了基于序列交替方向乘子（SADMM）的波形...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：189 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
MIMO雷达探测示意图
电子科技大学博士学位论文24图2-4ISL随着迭代次数变化结果(a)(b)(c)(d)图2-5不同相似性参数的模糊函数。(a)LFM；(b)=0.5；(c)=1；(d)=2
电子科技大学博士学位论文96射脉冲的慢时间编码表示为12[(),(),,()],1,2,,TTNkTNs=skskskk=K(5-1)图5-2MIMO雷达慢时间域系统模型其中，()nsk表示第n个发射天线在第k个发射脉冲的编码，1,2,,Tn=N。MIMO雷达接收信号后下变频到基带，然后对每一个接收脉冲进行匹配滤波，并进行采样。针对一个位于远场方位0处的目标，其第k个慢时间时刻的观测量可表示为02(1)00()dkkjkvkkex=s+dA+v(5-2)其中，0表示目标回波信号的复散射系数，02/drv=vT表示目标归一化的多普勒频率，rv表示目标与雷达的径向速度，T为PRT，为工作波长，*()()()Hrt=aaA(5-3)12sin2(1)sin()[1,,,]TTTddjjNTtTeeNa=ès(5-4)12sin2(1)sin()[1,,,]RRRddjjNTrReeNa=(5-5),1,2,,RkNdk=Kf表示M个独立不相关点杂波的回波叠加矢量。具体而言，如图5-2所示，将MIMO雷达探测空域以间隔2/(L+1)等分为L+1等份，即20,1,,(1)LL=+(5-6)假定第m个信号相关杂波源位于距离-方位单元(,),{0,1,,1},{0,1,,}mmmmrlrKlL(5-7)
【参考文献】：
期刊论文
[1]认知雷达波形优化设计方法综述[J]. 崔国龙,余显祥,杨婧,付月,孔令讲. 雷达学报. 2019(05)
[2]低旁瓣MIMO雷达发射方向图设计[J]. 罗涛,关永峰,刘宏伟,纠博,吴梦. 电子与信息学报. 2013(12)
[3]色噪声下认知雷达自适应检测波形设计[J]. 王鹏,崔琛,张鑫. 电子信息对抗技术. 2013(05)
[4]雷达技术发展规律和宏观趋势分析[J]. 杨建宇. 雷达学报. 2012(01)
[5]基于约束非线性规划的MIMO雷达正交波形设计[J]. 胡亮兵,刘宏伟,吴顺君. 系统工程与电子技术. 2011(01)
[6]集中式MIMO雷达发射方向图快速设计方法[J]. 胡亮兵,刘宏伟,杨晓超,吴顺君. 电子与信息学报. 2010(02)
[7]新体制雷达发展述评[J]. 蒋庆全. 电子科学技术评论. 2004(03)
博士论文
[1]基于知识的雷达目标检测与波形设计算法研究[D]. 卢术平.电子科技大学 2018
[2]知识辅助的MIMO雷达波形设计技术研究[D]. 李玉翔.解放军信息工程大学 2017
本文编号：3524269
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：189 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
MIMO雷达探测示意图
电子科技大学博士学位论文24图2-4ISL随着迭代次数变化结果(a)(b)(c)(d)图2-5不同相似性参数的模糊函数。(a)LFM；(b)=0.5；(c)=1；(d)=2
电子科技大学博士学位论文96射脉冲的慢时间编码表示为12[(),(),,()],1,2,,TTNkTNs=skskskk=K(5-1)图5-2MIMO雷达慢时间域系统模型其中，()nsk表示第n个发射天线在第k个发射脉冲的编码，1,2,,Tn=N。MIMO雷达接收信号后下变频到基带，然后对每一个接收脉冲进行匹配滤波，并进行采样。针对一个位于远场方位0处的目标，其第k个慢时间时刻的观测量可表示为02(1)00()dkkjkvkkex=s+dA+v(5-2)其中，0表示目标回波信号的复散射系数，02/drv=vT表示目标归一化的多普勒频率，rv表示目标与雷达的径向速度，T为PRT，为工作波长，*()()()Hrt=aaA(5-3)12sin2(1)sin()[1,,,]TTTddjjNTtTeeNa=ès(5-4)12sin2(1)sin()[1,,,]RRRddjjNTrReeNa=(5-5),1,2,,RkNdk=Kf表示M个独立不相关点杂波的回波叠加矢量。具体而言，如图5-2所示，将MIMO雷达探测空域以间隔2/(L+1)等分为L+1等份，即20,1,,(1)LL=+(5-6)假定第m个信号相关杂波源位于距离-方位单元(,),{0,1,,1},{0,1,,}mmmmrlrKlL(5-7)
【参考文献】：
期刊论文
[1]认知雷达波形优化设计方法综述[J]. 崔国龙,余显祥,杨婧,付月,孔令讲. 雷达学报. 2019(05)
[2]低旁瓣MIMO雷达发射方向图设计[J]. 罗涛,关永峰,刘宏伟,纠博,吴梦. 电子与信息学报. 2013(12)
[3]色噪声下认知雷达自适应检测波形设计[J]. 王鹏,崔琛,张鑫. 电子信息对抗技术. 2013(05)
[4]雷达技术发展规律和宏观趋势分析[J]. 杨建宇. 雷达学报. 2012(01)
[5]基于约束非线性规划的MIMO雷达正交波形设计[J]. 胡亮兵,刘宏伟,吴顺君. 系统工程与电子技术. 2011(01)
[6]集中式MIMO雷达发射方向图快速设计方法[J]. 胡亮兵,刘宏伟,杨晓超,吴顺君. 电子与信息学报. 2010(02)
[7]新体制雷达发展述评[J]. 蒋庆全. 电子科学技术评论. 2004(03)
博士论文
[1]基于知识的雷达目标检测与波形设计算法研究[D]. 卢术平.电子科技大学 2018
[2]知识辅助的MIMO雷达波形设计技术研究[D]. 李玉翔.解放军信息工程大学 2017
本文编号：3524269
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