[发明专利]基于空时联合优化的MIMO雷达波形合成方法

权利要求书

1.一种基于空时联合优化的MIMO雷达波形合成方法，包括如下步骤：

（1）确定发射波形的相关矩阵R，其中R为M维的Hermitian半正定矩阵，M表示发射阵元个数；

（2）随机产生L×M维的初始恒模波形矩阵X⁰，其中L表示发射信号的码长；

（3）确定感兴趣的观测方位角即自相关特性需要提高的方位角，其中I表示感兴趣的观测方位角总个数；

（4）根据相关矩阵R，初始恒模波形矩阵X⁰，设计维数为L×M的相位矩阵Φ：

（4a）建立相位矩阵Φ的如下优化模型：

minΦmax{maxk=1,...,L-1{αi}i=1I[|f(Φ,αi,k)|],maxq=p+1,...,Mp=1,...,M-1[μ|g(Φ,p,q)-Rpq|]},]]>

其中，g(Φ,p,q)是相位矩阵Φ对应的第p个与第q个阵元波形的相关系数，R_pq表示相关矩阵R的第p行第q列元素，μ表示方向图逼近权重，|·|表示复数的模值或实数的绝对值；f(Φ,α_i,k)是相位矩阵Φ对应的波形在α_i方向上的第k个时延位置处的归一化自相关函数值，表示为：

f(Φ,αi,k)=1L|aH(αi)[exp(jΦ)]HJkexp(jΦ)a(αi)|/[aH(αi)Ra(αi)]]]>

其中a(α_i)表示α_i方向的导向矢量，i＝1,…,I，exp(jΦ)表示以相位矩阵Φ中各元素为相位构成的恒模矩阵，符号j表示虚数单位，符号exp(·)表示以自然对数e为底的指数函数，J_k表示L×L维的偏移矩阵，k=1,…,L-1，(·)^H表示共轭转置；

（4b）利用序列二次规划求解步骤(4a)中的数学模型，得到相位矩阵Φ；

（5）根据相位矩阵Φ，合成恒模波形矩阵X=[x₁,x₂,…x_M]，该恒模波形矩阵X即是最终合成的MIMO雷达波形，其中，向量x_m=[x_1m,…,x_Lm]^T表示矩阵X的第m列，表示相位矩阵Φ的第l行第m列元素，l=1,…,L，m=1，…,M，(·)^T表示转置。