基于約束優(yōu)化理論的MIMO雷達(dá)波形設(shè)計(jì)算法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-28 10:39
共置多輸入多輸出(MIMO)雷達(dá)通過(guò)多天線發(fā)射不同波形,并利用多天線接收回波以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)探測(cè)。相比傳統(tǒng)相控陣?yán)走_(dá),共置MIMO雷達(dá)因其波形分集優(yōu)勢(shì),在發(fā)射和處理端擁有更多的自由度,從而在目標(biāo)檢測(cè)、參數(shù)估計(jì)和抗干擾等方面具備優(yōu)越的性能,已成為當(dāng)前雷達(dá)領(lǐng)域研究的國(guó)際前沿與熱點(diǎn)。MIMO雷達(dá)多樣性波形設(shè)計(jì)是MIMO雷達(dá)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,旨在不同任務(wù)、環(huán)境和資源約束等條件下,依據(jù)目標(biāo)檢測(cè)、參數(shù)估計(jì)或抗干擾等性能準(zhǔn)則,通過(guò)借鑒約束優(yōu)化理論設(shè)計(jì)MIMO雷達(dá)波形,提升探測(cè)性能。大量軍民電子設(shè)備的使用與復(fù)雜非均勻時(shí)變的地理環(huán)境,使得傳統(tǒng)雷達(dá)探測(cè)環(huán)境日趨復(fù)雜,嚴(yán)重影響了微弱目標(biāo)的探測(cè)性能。因此,如何在電磁頻譜兼容與地理雜波等復(fù)雜電磁環(huán)境下通過(guò)設(shè)計(jì)MIMO雷達(dá)波形,提升探測(cè)性能,是一項(xiàng)具有重要意義與挑戰(zhàn)性的課題。對(duì)此,本文針對(duì)頻譜兼容或雜波環(huán)境下的MIMO雷達(dá)波形設(shè)計(jì)問(wèn)題,開(kāi)展了理論和方法研究,取得的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下:1、針對(duì)窄帶MIMO雷達(dá)發(fā)射波束賦形問(wèn)題,提出了基于坐標(biāo)下降(CD)的波形設(shè)計(jì)算法,通過(guò)增加波形相似性約束,有效兼顧了波束性能與波形模糊函數(shù)性能;提出了基于序列交替方向乘子(SADMM)的波形...
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:189 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
MIMO雷達(dá)探測(cè)示意圖
電子科技大學(xué)博士學(xué)位論文24圖2-4ISL隨著迭代次數(shù)變化結(jié)果(a)(b)(c)(d)圖2-5不同相似性參數(shù)的模糊函數(shù)。(a)LFM;(b)=0.5;(c)=1;(d)=2
電子科技大學(xué)博士學(xué)位論文96射脈沖的慢時(shí)間編碼表示為12[(),(),,()],1,2,,TTNkTNs=skskskk=K(5-1)圖5-2MIMO雷達(dá)慢時(shí)間域系統(tǒng)模型其中,()nsk表示第n個(gè)發(fā)射天線在第k個(gè)發(fā)射脈沖的編碼,1,2,,Tn=N。MIMO雷達(dá)接收信號(hào)后下變頻到基帶,然后對(duì)每一個(gè)接收脈沖進(jìn)行匹配濾波,并進(jìn)行采樣。針對(duì)一個(gè)位于遠(yuǎn)場(chǎng)方位0處的目標(biāo),其第k個(gè)慢時(shí)間時(shí)刻的觀測(cè)量可表示為02(1)00()dkkjkvkkex=s+dA+v(5-2)其中,0表示目標(biāo)回波信號(hào)的復(fù)散射系數(shù),02/drv=vT表示目標(biāo)歸一化的多普勒頻率,rv表示目標(biāo)與雷達(dá)的徑向速度,T為PRT,為工作波長(zhǎng),*()()()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個(gè)獨(dú)立不相關(guān)點(diǎn)雜波的回波疊加矢量。具體而言,如圖5-2所示,將MIMO雷達(dá)探測(cè)空域以間隔2/(L+1)等分為L(zhǎng)+1等份,即20,1,,(1)LL=+(5-6)假定第m個(gè)信號(hào)相關(guān)雜波源位于距離-方位單元(,),{0,1,,1},{0,1,,}mmmmrlrKlL(5-7)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]認(rèn)知雷達(dá)波形優(yōu)化設(shè)計(jì)方法綜述[J]. 崔國(guó)龍,余顯祥,楊婧,付月,孔令講. 雷達(dá)學(xué)報(bào). 2019(05)
[2]低旁瓣MIMO雷達(dá)發(fā)射方向圖設(shè)計(jì)[J]. 羅濤,關(guān)永峰,劉宏偉,糾博,吳夢(mèng). 電子與信息學(xué)報(bào). 2013(12)
[3]色噪聲下認(rèn)知雷達(dá)自適應(yīng)檢測(cè)波形設(shè)計(jì)[J]. 王鵬,崔琛,張?chǎng)? 電子信息對(duì)抗技術(shù). 2013(05)
[4]雷達(dá)技術(shù)發(fā)展規(guī)律和宏觀趨勢(shì)分析[J]. 楊建宇. 雷達(dá)學(xué)報(bào). 2012(01)
[5]基于約束非線性規(guī)劃的MIMO雷達(dá)正交波形設(shè)計(jì)[J]. 胡亮兵,劉宏偉,吳順君. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2011(01)
[6]集中式MIMO雷達(dá)發(fā)射方向圖快速設(shè)計(jì)方法[J]. 胡亮兵,劉宏偉,楊曉超,吳順君. 電子與信息學(xué)報(bào). 2010(02)
[7]新體制雷達(dá)發(fā)展述評(píng)[J]. 蔣慶全. 電子科學(xué)技術(shù)評(píng)論. 2004(03)
博士論文
[1]基于知識(shí)的雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)與波形設(shè)計(jì)算法研究[D]. 盧術(shù)平.電子科技大學(xué) 2018
[2]知識(shí)輔助的MIMO雷達(dá)波形設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D]. 李玉翔.解放軍信息工程大學(xué) 2017
本文編號(hào):3524269
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:189 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
MIMO雷達(dá)探測(cè)示意圖
電子科技大學(xué)博士學(xué)位論文24圖2-4ISL隨著迭代次數(shù)變化結(jié)果(a)(b)(c)(d)圖2-5不同相似性參數(shù)的模糊函數(shù)。(a)LFM;(b)=0.5;(c)=1;(d)=2
電子科技大學(xué)博士學(xué)位論文96射脈沖的慢時(shí)間編碼表示為12[(),(),,()],1,2,,TTNkTNs=skskskk=K(5-1)圖5-2MIMO雷達(dá)慢時(shí)間域系統(tǒng)模型其中,()nsk表示第n個(gè)發(fā)射天線在第k個(gè)發(fā)射脈沖的編碼,1,2,,Tn=N。MIMO雷達(dá)接收信號(hào)后下變頻到基帶,然后對(duì)每一個(gè)接收脈沖進(jìn)行匹配濾波,并進(jìn)行采樣。針對(duì)一個(gè)位于遠(yuǎn)場(chǎng)方位0處的目標(biāo),其第k個(gè)慢時(shí)間時(shí)刻的觀測(cè)量可表示為02(1)00()dkkjkvkkex=s+dA+v(5-2)其中,0表示目標(biāo)回波信號(hào)的復(fù)散射系數(shù),02/drv=vT表示目標(biāo)歸一化的多普勒頻率,rv表示目標(biāo)與雷達(dá)的徑向速度,T為PRT,為工作波長(zhǎng),*()()()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個(gè)獨(dú)立不相關(guān)點(diǎn)雜波的回波疊加矢量。具體而言,如圖5-2所示,將MIMO雷達(dá)探測(cè)空域以間隔2/(L+1)等分為L(zhǎng)+1等份,即20,1,,(1)LL=+(5-6)假定第m個(gè)信號(hào)相關(guān)雜波源位于距離-方位單元(,),{0,1,,1},{0,1,,}mmmmrlrKlL(5-7)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]認(rèn)知雷達(dá)波形優(yōu)化設(shè)計(jì)方法綜述[J]. 崔國(guó)龍,余顯祥,楊婧,付月,孔令講. 雷達(dá)學(xué)報(bào). 2019(05)
[2]低旁瓣MIMO雷達(dá)發(fā)射方向圖設(shè)計(jì)[J]. 羅濤,關(guān)永峰,劉宏偉,糾博,吳夢(mèng). 電子與信息學(xué)報(bào). 2013(12)
[3]色噪聲下認(rèn)知雷達(dá)自適應(yīng)檢測(cè)波形設(shè)計(jì)[J]. 王鵬,崔琛,張?chǎng)? 電子信息對(duì)抗技術(shù). 2013(05)
[4]雷達(dá)技術(shù)發(fā)展規(guī)律和宏觀趨勢(shì)分析[J]. 楊建宇. 雷達(dá)學(xué)報(bào). 2012(01)
[5]基于約束非線性規(guī)劃的MIMO雷達(dá)正交波形設(shè)計(jì)[J]. 胡亮兵,劉宏偉,吳順君. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2011(01)
[6]集中式MIMO雷達(dá)發(fā)射方向圖快速設(shè)計(jì)方法[J]. 胡亮兵,劉宏偉,楊曉超,吳順君. 電子與信息學(xué)報(bào). 2010(02)
[7]新體制雷達(dá)發(fā)展述評(píng)[J]. 蔣慶全. 電子科學(xué)技術(shù)評(píng)論. 2004(03)
博士論文
[1]基于知識(shí)的雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)與波形設(shè)計(jì)算法研究[D]. 盧術(shù)平.電子科技大學(xué) 2018
[2]知識(shí)輔助的MIMO雷達(dá)波形設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D]. 李玉翔.解放軍信息工程大學(xué) 2017
本文編號(hào):3524269
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