[发明专利]基于干扰和旁瓣均衡抑制的认知雷达波形设计方法

说明书

本发明公开了基于干扰和旁瓣均衡抑制的认知雷达波形设计方法，在自适应架构基础上，压制噪声干扰模型中，通过MMSE准则，引入并构造干扰与旁瓣均衡抑制的认知雷达波形优化模型，并将其转化为最小化多变量多约束目标函数模型，然后根据Lagrange乘子法，引出目标函数的Lagrange函数，再根据对偶原理，再次转化模型为最优化对偶函数，通过引入辅助变量和KKT最优性进行求解，最后设计交替迭代法联合优化发射波形和滤波器序列，并评估综合处理算法带来的性能提升。仿真结果表明，所提算法能够实现对干扰信号抑制和自身处理旁瓣的平衡，提高目标的检测性能。

技术领域

本发明涉及基于干扰和旁瓣均衡抑制的认知雷达波形设计方法，具体涉及一种优化雷达工作性能的发射波形和数据处理的低复杂度方法，属于雷达抗干扰技术领域。

背景技术

雷达干扰是指一切破坏和扰乱雷达及相关设备正常工作的战术和技术措施的统称，按照干扰信号的作用机理可分为压制性干扰和欺骗性干扰。其中，压制式噪声干扰是当前雷达干扰系统一种重要干扰方式，主要以大功率的噪声淹没目标回波，使雷达无法检测到目标，大幅度降低警戒探测雷达的工作性能。雷达抗干扰的目的是将影响雷达正常工作的各种干扰信号减弱到能容许的程度,以保障雷达正常工作，其作用主要包括：(1)防止雷达饱和；(2)提高信噪比；(3)鉴别干扰的方位；(4)提高雷达系统的生存能力。

传统雷达仅仅依靠接收端信号处理技术，对雷达干扰抑制性能提升程度有限；认知雷达作为一种新型智能雷达系统，最大优势在于获得环境交互信息后自适应改变发射，因此在信号检测层面对雷达相关性能的提升是最有可能的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供基于干扰和旁瓣均衡抑制的认知雷达波形设计方法，针对雷达干扰设计有效的提升信干比的发射波形、以及能够与发射波形有效配合抑制干扰的数据处理方法，从而提升了检测终端的信干比。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

基于干扰和旁瓣均衡抑制的认知雷达波形设计方法，包括如下步骤：

步骤1，初始化认知雷达的发射信号s及码长N，将s的初始值设为恒模随机相位编码信号，根据s及N，计算发射信号旁瓣协方差矩阵Q_s；设定干扰信号U_j为压制性干扰信号，并计算干扰协方差矩阵R_n；

步骤2，通过匹配滤波，得到认知雷达基带接收信号离散系数a₀的估计值对接收信号进行失配滤波，得到估计值的均方误差为：

其中，表示的均方误差，w为失配滤波器的滤波信号，上标H表示共轭转置，R＝Q_s+R_n；

步骤3，建立如下波形优化模型对步骤2的均方误差进行优化，具体如下：

步骤31，当发射信号s已知时，求解滤波器w，子模型为：

s.t.w^HR_nw＝w^HQ_sw，

w^Hs＝1

步骤3-2，当滤波器w已知时，求解发射信号s，子模型为：

其中，Q_w为滤波器旁瓣协方差矩阵，c＝w^HR_nw为常数；

步骤4，利用Lagrange对偶法对步骤3的模型进行优化求解，得到优化的发射信号和滤波器。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤4的具体过程为：