[发明专利]一种雷达抗遮蔽干扰波形设计方法

说明书

一种雷达抗遮蔽干扰波形设计方法，涉及雷达探测技术领域，用以解决多个非合作强散射体干扰下不同抑制区间等级的波形抗遮蔽干扰问题。该方法包括以下步骤：初始化构造恒模相位编码波形集合；根据估计的旁瓣干扰区间构造相应的目标函数；利用多点投影算法求解目标函数，获取最优波形。本发明采用多点投影算法来设计雷达波形，具有更好的波形设计稳健性且具有更低的相关旁瓣，避免由于波形恒模导致非凸数学求解稳定差的弊端。应用本发明的多点投影恒模波形编码设计方法，可使常规雷达、MIMO雷达具有更好的检测性能。

技术领域

本发明涉及雷达探测技术领域，具体涉及一种雷达抗遮蔽干扰波形设计方法。

背景技术

现代战争中非合作“察打”无人机正扮演着越来越重要的角色，陆基雷达作为其反制的重要探测工具，其波形捷变能力已成为提高雷达作战性能及战场生存力的重要手段。尤其在灯塔、高层建筑物等强散射体距离旁瓣遮蔽下探测小闪烁目标正成为时域波形设计的重要方面；同时，为充分利用雷达发射机功率，波形恒模特性亦成为客观所需。避免强散射体遮蔽效应需波形具备较低的自相关旁瓣；当下比较有代表性的一类解决方案为循环算法族(CAN，见文献1)，但波形恒模约束使得该设计问题非凸，数学求解困难；CAN算法收敛性、稳健性及相关旁瓣幅度较差，难以满足工程实践。但其给后续研究提供了众多启示，以交替投影为机制的改进循环算法框架，获得了比CAN算法族更明显的效果(见文献2)；除此之外，利用序列二次规划与加权迭代方法、基于梯度矩阵的算法等均存在计算复杂度较高，且可能出现高阶矩阵奇异而难以收敛(见文献3)。以上这些算法中，共性问题为算法初始化导致非凸问题求解稳定性较差。

因恒模导致的非凸问题往往收敛缓慢且难以得到全局最优解，而交替投影算法存在局部停滞而难以收敛，而近年来流行的松弛交替投影算法作为一种高效且耗时较少算法，专利号为ZL 201510346063.7、名称为一种多输入多输出雷达波形设计方法的中国专利文献公开了上述算法，其结合迭代谱近似思想可用来缓解以恒模波形设计为代表的非凸问题，但同样存在因初始点选取而陷入局部区域，影响旁瓣抑制效果的问题。同时，现有技术中对于多个非合作强散射体干扰下不同抑制区间的等级极少加以考虑，从而限制了波形设计的自由度。

发明内容

鉴于以上问题，本发明提出一种雷达抗遮蔽干扰波形设计方法，用以解决多个非合作强散射体干扰下不同抑制区间等级的波形抗遮蔽干扰问题。

一种雷达抗遮蔽干扰波形设计方法包括以下步骤：

步骤一、初始化构造恒模相位编码波形集合；

步骤二、根据估计的旁瓣干扰区间对恒模相位编码波形集合中的波形个体构造相应的目标函数；

步骤三、利用多点投影算法求解目标函数，获取最优波形，具体包括以下步骤：

步骤三一、根据旁瓣干扰区间内旁瓣抑制均值计算公式对所述恒模相位编码波形种群集合中的每个波形个体分别计算第t-1次迭代的集合中各波形个体的旁瓣抑制均值，分别获得第t-1次迭代的集合中最优旁瓣抑制均值及其对应的波形个体p^t-1和从初始化到第t-1次迭代为止第m个波形个体的最优旁瓣抑制均值及其对应的波形

步骤三二、利用第t-1次迭代的集合中第m个波形个体和其对应的理想波形频谱构造个体投影矢量

步骤三三、利用第t-1次迭代的集合中第m个波形个体和其对应的个体投影矢量构造第t次迭代的集合中第m个波形个体

步骤三四、对所获得的第t次迭代的集合中所有波形个体进行独立投影操作，若独立投影后的波形个体的旁瓣抑制均值小于独立投影前的波形个体的旁瓣抑制均值，则替换为独立投影后的波形个体，否则不替换；

步骤三五、设定迭代数目，迭代循环执行步骤三一至步骤三四，当相邻两次迭代产生的最优旁瓣抑制均值的差值小于预设误差或迭代次数大于预设总数，则停止迭代并输出最优旁瓣抑制均值所对应的最优波形。