[发明专利]面向临近目标分辨的MIMO雷达波形设计方法

权利要求书

1.一种面向临近目标分辨的MIMO雷达波形设计方法，其特征在于，包含：采用OFDM信号作为发射信号，每个天线上发送所有子载波，建立基于OFDM信号的MIMO雷达发射信号模型；采用COD方法设计编码矩阵，实现各天线发射信号之间相互正交，获得空间分集增益；将发射波形的旁瓣抑制问题构造为优化问题，以最小化积分旁瓣电平建立目标函数，并利用BFGS算法进行求解，获取发射波形序列；具体包含如下步骤：

步骤1：构造基于OFDM信号的MIMO雷达发射模型；

步骤2：以单个脉冲信号的积分旁瓣电平构造目标函数，建立优化模型；

步骤3：根据优化模型，判断待优化序列长度N，若N＜1500，则采用BFGS算法优化脉冲信号，若N＞1500，采用LBFGS算法优化脉冲信号；

步骤4：若当前序列满足停止条件，重复步骤3，直到所有脉冲均满足停止条件；

步骤5：利用COD构造其他天线上的编码序列，根据得到的编码序列求出发射波形序列；

步骤1包含如下内容：假设MIMO雷达有M根发射天线，R_X根接收天线，每根天线在一个相干处理间隔CPI内顺次发射Q个脉冲，每个脉冲均包含N个子载波，通过表示第m根天线的第q个脉冲上的OFDM编码序列，其中，通过IFFT变换后该脉冲上对应的OFDM序列为：

，

则每个脉冲上需要优化编码序列S^(q)采用恒模相位编码调制PSM，其中，表示相位参量；

步骤2包含内容如下：每根天线发射信号的积分旁瓣电平ISL表示为：

，

通过最小化ISL构造优化模型，具体表示为：

其中，

2.根据权利要求1所述的面向临近目标分辨的MIMO雷达波形设计方法，其特征在于，步骤3中优化脉冲信号，具体包含如下内容：

步骤31、预设终止误差0≤ε≤1，满足||Φ⁽ⁱ⁾-Φ⁽ⁱ⁺¹⁾||＜ε；

步骤32、选择已有序列或随机序列作为初始序列矩阵Φ^N×M；

步骤33、计算每根天线上每个脉冲的目标函数J_ISL和其对应梯度▽_ΦJ_ISL；

步骤34、求解搜索长度，更新Hessian矩阵，求出新的搜索方向；

步骤35、计算新的编码序列的相位矩阵Φ^N×M；

步骤36、返回步骤33循环迭代，直到满足停止条件。

3.根据权利要求1所述的面向临近目标分辨的MIMO雷达波形设计方法，其特征在于，步骤5包含如下内容：假设有一组复变量x₁,x₂,…,x_Q，COD采用其复变量的变形，构建一个M×Q的行正交矩阵X，满足XX^H＝(|x₁|²+…+|x_Q|²)I_M；不同天线不同脉冲的同频子载波矩阵表示为：

；

利用COD方法使得序列S_m,r和S_m′,r正交，其中，m≠m′，1≤m,m′≤M，S_m,r是S_r的第m行，实现MIMO雷达发射正交波形的要求。

4.根据权利要求3所述的面向临近目标分辨的MIMO雷达波形设计方法，其特征在于，COD采用其复变量的变形，其中，复变量的变形包含如下内容：针对复变量±x₁,±x₂,…,±x_Q，取共轭通过计算方式获取复变量的变形。

5.根据权利要求4所述的面向临近目标分辨的MIMO雷达波形设计方法，其特征在于，通过计算公式获取复变量的变形，所述的计算公式表示为：将取共轭的结果和相乘。