[发明专利]一种用于MIMO雷达主瓣抗干扰的发射初相优化方法

权利要求书

1.一种用于MIMO雷达主瓣抗干扰的发射初相优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，确定MIMO雷达，所述MIMO雷达包含发射阵和接收阵，设定发射阵的发射信号初相，并且确定代价函数；

所述设定发射阵的发射信号初相，还包括：

发射阵包括M个发射阵元，接收阵包括N个接收阵元，M和N取值相等；发射阵和接收阵的阵元间距相等，记为阵元间距d；MIMO雷达的检测范围内存在目标，发射阵发射信号经过目标反射后的信号为期望信号，将期望信号对于发射阵的空间角记为θ_T，将期望信号对于接收阵的空间角度记为θ_R，进而得到期望信号的发射导向矢量v_T(θ_T)和期望信号的接收导向矢量v_R(θ_R)，其表达式分别为：

发射阵发射信号并经过目标反射后被接收阵接收，然后再经过匹配滤波处理，进而得到期望信号的导向矢量v_TR，其表达式为：

其中，λ表示发射阵的发射信号波长，d表示阵元间距，代表Kronecker乘积，○表示Hadmard乘积，e表示指数函数，上标j表示虚数单位，上标T表示转置操作，u₀表示发射阵的发射信号初相，1≤m≤M，φ_m表示第m个发射阵元的发射信号初相，每一个发射阵元的发射信号初相未知；M表示发射阵内包含的发射阵元个数，N表示接收阵内包含的接收阵元个数；

所述确定代价函数，其过程为：

设定MIMO雷达的检测范围内存在N'个干扰信号，第i个干扰信号的来波方向为θ_i，1≤i≤N'，则第i个干扰信号的导向矢量v_Ii(θ_i)为：

在接收阵得到第i个干扰信号的协方差矩阵为R_i：

其中，表示第i个干扰信号经过接收阵接收之后再进行匹配滤波后的输出信号，I_MN表示M×N维单位矩阵，θ_i表示第i个干扰信号的来波方向，σ²表示每个干扰信号的方差，E表示求期望，N表示接收阵内包含的接收阵元个数，代表Kronecker乘积，上标H表示共轭转置操作；

对第i个干扰信号的协方差矩阵R_i进行特征分解，得到第i个干扰信号的协方差矩阵R_i的M个互不相关的特征矢量，分别为第1个特征矢量y₁、第2个特征矢量y₂、第3个特征矢量y₃、...、第M个特征矢量y_M，其表达式分别为：

将期望信号的导向矢量v_TR向第i个干扰信号的协方差矩阵R_i的M个互不相关的特征矢量分别作投影，得到M个投影，分别为第i个干扰信号的协方差矩阵R_i的第1个特征向量投影第i个干扰信号的协方差矩阵R_i的第2个特征向量投影第i个干扰信号的协方差矩阵R_i的第M个特征向量投影其表达式分别为：

将M个投影相加，并将相加后的结果记为代价函数|p|，其表达式为：

其中，||v_R(θ_R)||₁表示期望信号的接收导向矢量v_R(θ_R)的1范数，·表示向量相乘，min表示求取最小值操作，ο表示Hadmard乘积，上标H表示共轭转置操作，N'表示设定的干扰信号总个数，为大于0的正整数；

步骤2，获取添加线性相位约束之后的发射阵的发射信号初相，并设定初相搜索范围，进而得到发射阵的发射信号初相初值

步骤3，初始化：设置相位步长，以及迭代次数D，D为大于0的正整数；令k表示第k次迭代，1≤k≤D；

将第k-1次迭代后发射阵的发射信号初相记为令l表示第k-1次迭代后发射阵的发射信号初相中的第l个元素，k和l的初始值分别为1；

1≤l≤M，M表示发射阵内包含的发射阵元个数，与第k-1次迭代后发射阵的发射信号初相中包含的元素个数取值相等，M为大于0的正整数；

步骤4，根据第k-1次迭代后发射阵的发射信号初相计算得到第k次迭代后的代价函数值；

步骤5，令l的值加1，若l≤M，则返回步骤4；

若lM，则将l的值初始化为1，并令k的值加1，执行步骤6；

步骤6，若k≤D，则返回步骤4；

若kD，则迭代停止，并将迭代停止时对应的发射阵的发射信号初相，作为发射阵的发射信号最优初相。