[发明专利]一种抗旁瓣遮蔽干扰的波形优化设计方法

说明书

本发明公开了一种抗旁瓣遮蔽干扰的波形优化设计方法，包括以下步骤：S1、WISL建模，将抗旁瓣遮蔽干扰的波形优化问题转变为求解四次非凸数学问题；S2、利用秩1矩阵理论和Hermitian矩阵的特性，将四次非凸数学问题构造成一个二次凸优化函数，并对二次凸优化函数进行求解得到迭代函数；S3、构建迭代约束条件，优化迭代函数。本发明利用先验信息，降低了信号的感兴趣区域的旁瓣电平，既能抑制强目标旁瓣对弱目标信号检测的干扰，提高弱目标信号的检测概率，又能在短时间内设计出具有所需波形的信号，在复杂探测场景中具有重要应用前景。

技术领域

本发明属于雷达探测技术领域，尤其适用于雷达对强弱目标共存场景下的目标探测，特别涉及一种抗旁瓣遮蔽干扰的波形优化设计方法。

背景技术

极易淹没弱散射目标的信号，导致难以检测到复杂场景中存在的弱目标。因此，为了降低目标的强目标旁瓣电平对弱目标信号的检测的影响，可以通过设计发射信号波形，提高弱目标的检测概率。

为提高强弱目标共存场景下的弱目标检测概率，在文献“Junxiao Song,PrabhuBabu,and Daniel P.Palomar.Optimization methods for sequence design with lowautocorrelation sidelobes[C].IEEE International Conference on Acoustics,Speech and Signal Processing,2015”中，Junxiao Song等人提出了一种基于优化最小化(Majorization-Minimization，MM)方法的信号波形优化设计方法，通过两次应用MM方法，将由信号序列自相关旁瓣构成的非凸四次优化函数变换为具有闭式解的线性优化函数，且提出的算法可以通过快速傅里叶变换实现，进而实现了信号波形的积分旁瓣电平最小化设计。然而由于信号受到总能量一定的限制，旁瓣电平虽然降低了但是无法达到极低或几乎为零的状态。在文献“P.Stoica,Hao He,and Jian Li.New algorithms for designingunimodular sequences with good correlation properties[J].IEEE Transactions onSignal Processing,2009,57(4):1415–1425”中，P.Stoica等人提出了一种最小化加权积分旁瓣电平(Weighted ISL，WISL)的新的加权循环算法(weighted cyclic algorithmnew，WeCAN)方法，利用循环算法和快速傅里叶变换，设计出具有局部超低旁瓣电平的发射信号，抑制了强目标旁瓣电平对感兴趣区域的弱目标的干扰。该方法虽然可以提高弱目标的检测概率，但是迭代速度较慢，需要花费巨大的迭代次数和较长的迭代时间，因此不利于实际工程应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用先验信息，降低了信号的感兴趣区域的旁瓣电平，既能抑制强目标旁瓣对弱目标信号检测的干扰，提高弱目标信号的检测概率，又能在短时间内设计出具有所需波形的信号的抗旁瓣遮蔽干扰的波形优化设计方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种抗旁瓣遮蔽干扰的波形优化设计方法，包括以下步骤：

S1、WISL建模，将抗旁瓣遮蔽干扰的波形优化问题转变为求解四次非凸数学问题：假设基带序列为x＝[x₀,…x_n,…,x_N-1]，其长度为N，序列的自相关函数定义为

其中，上标^*表示取共轭，r_k表示第k个自相关旁瓣电平；

根据自相关ISL的定义，得到序列的加权积分旁瓣电平的表达式为：

其中，w_k表示第k个距离单元的权重；