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专利号: 2021102931031
申请人: 电子科技大学长三角研究院(衢州)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于凸松弛的MIMO雷达波形生成方法,其特征在于,对共置MIMO雷达,发射端的发射波形进行优化,在优化的目标函数中的干扰项和噪声项单独添加惩罚因子,惩罚因子用于在方向图上加深凹口,同时对每个雷达快拍处波形的总能量进行最大化优化处理,还包括对波形的恒模约束进行松弛处理;

包括所述共置MIMO雷达的信息如下:所述共置MIMO雷达拥有NT根发射天线和NR根接收天线,sm表示第n根天线的第m个快拍的发射波形, n=1,2,…,NT,m=1,2,…,M,M为快拍数,且波形s的各个模值均控制为1,接收端的数据矩阵为:xm=α0A(θ0)sm+d(m)+v(m)   (1)其中:

1)α0是散射系数,θ0是方位角;

2) at(θ)为发射端的方向向量,ar(θ)为接收端的方向向量,at(θ)和ar(θ)分别表示为:

3) 表示K个信号独立的点干扰信号的叠加向量,令第k个干扰源的方向为θk,散射系数为αk,k=1,2,…,K,d(m)表示为:

4) 表示高斯白噪声向量,其均值为0,方差为 满足建立最大化信干燥比的波形优化问题的模型如下:s.t.|s(i)|=1,i=1,2,…,MNT其中,s=vec(S),噪声能量为接收的干扰能量为

目标能量为:

其中, 表示波形协方差矩阵,目标能量转换为SINR表示为

H 2 H 2 2

采用最大化||sX||的同时最小化||s Y||+σ的方法来优化最大化信干燥比的波形优化问题即公式(10);

H 2 2

包括最小化||s Y|| +σ 的优化步骤如下:最小化干扰能量和噪声能量,对添加了一个惩罚系数w;其中于是,最终的优化问题表示为:

公式(12)仍然是一个凸优化问题,采用CVX工具箱解决,其中vi是一个NT维的向量,其第i个分量是1,其余分量都是0。

2.根据权利要求1所述的一种基于凸松弛的MIMO雷达波形生成方法,其特征在于,包括H 2最大化||sX||的优化步骤如下:H 2

最大化s X中的每一个元素,其中, 的理论的上界:P0=NT (13),基于理论的上界,建模优化模型为: 其中ε表示 和P0之间的匹配误差,对公式(14)中的两个非凸的约束问题进行简化,对于第一个约束,引入一个松弛变量于是其改写为:其中 公式(15)和公式(14)中的第一个约束的相等性由下式表示,对于 有:

因此基于一个给定的 公式(16)对于sm就是一个松弛的约束;

公式(16)在给定的 的条件下相对于变量sm,ε就变成了凸问题,并通过Matlab的CVX工具箱直接解决。

3.根据权利要求2所述的一种基于凸松弛的MIMO雷达波形生成方法,其特征在于,包括的最优值由 得到,利用一种交替优化的方法,通过不断地迭代更新sm,ε以及的初始值为一个随机生成的向量 其所有分量均在[0,2π]内。