[发明专利]基于坐标下降算法的MIMO雷达发射波形合成方法

权利要求书

1.一种基于坐标下降算法的多输入多输出MIMO雷达发射波形合成方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)构建干扰空域导向矢量：

将对方干扰源方位角代入干扰导向矢量公式，得到干扰空域导向矢量；

(2)构建干扰子空间矩阵：

将干扰空域导向矢量代入干扰子空间公式，得到干扰子空间矩阵；

(3)构建目标空域导向矢量

将雷达待探测目标方位角代入目标导向矢量公式，得到目标空域导向矢量；

(4)构建发射信号协方差矩阵：

将目标空域导向矢量代入发射信号协方差矩阵公式，得到发射信号协方差矩阵；

(5)合成多输入多输出恒模发射波形矩阵：

(5a)随机产生一个矩阵内所有元素幅值均相等的多输入多输出恒模发射波形矩阵，将之作为初始矩阵；

(5b)将发射信号协方差矩阵与初始多输入多输出恒模发射波形矩阵,代入下述的多输入多输出恒模发射波形矩阵公式中，得到一个当前的多输入多输出恒模发射波形矩阵；

其中，X₁表示当前的多输入多输出恒模发射波形矩阵，exp表示以自然常数为底的指数操作，j为虚数单位符号，·表示相乘操作，angle表示取矩阵中各元素相位值操作，svd表示对矩阵进行奇异值分解操作，X₀表示初始多输入多输出恒模发射波形矩阵，R表示发射信号协方差矩阵，表示取矩阵的平方根操作，H表示对矩阵进行共轭转置操作；

(5c)将发射信号协方差矩阵与当前多输入多输出恒模发射波形矩阵,代入步骤(5b)的多输入多输出恒模发射波形矩阵公式中，得到一个新的多输入多输出恒模发射波形矩阵；

(5d)判断当前多输入多输出恒模发射波形矩阵与新的多输入多输出恒模发射波形矩阵之差是否满足停止条件，若是，则执行步骤(6)，否则，将新的多输入多输出恒模发射波形矩阵作为当前多输入多输出恒模发射波形矩阵后执行步骤(5c)；

(6)采用下式的坐标下降算法，依次修正多输入多输出恒模发射波形矩阵中的每一行元素：

其中，表示修正后的多输入多输出恒模发射波形矩阵的第l行元素，x_m表示修正前的多输入多输出恒模发射波形矩阵的第m行元素，⊙表示向量间的哈达玛相乘操作，|| ||₂表示2范数操作，v_c表示干扰子空间矩阵的第c行元素，l、m、c的取值对应相同，取值范围为[1,N]，N表示雷达天线阵元的总数，V表示干扰子空间矩阵，H表示共轭转置操作，*表示共轭操作；

(7)判断修正后的多输入多输出恒模发射波形矩阵是否满足抗干扰条件，若是，则执行步骤(8)，否则，执行步骤(6)；

(8)将多输入多输出恒模发射波形矩阵中的各行元素作为雷达各阵元的发射波形。

2.根据权利要求1所述的基于坐标下降算法的多输入多输出MIMO雷达发射波形合成方法，其特征在于，步骤(1)中所述的干扰导向矢量公式如下：

其中，a(θ_k)表示对方第k个干扰源方位角θ_k处的干扰空域导向矢量，k的取值范围为[1,K]，K表示干扰源的总数，exp表示以自然常数为底的指数操作，j表示虚数单位符号，π表示圆周率，·表示相乘操作，d表示雷达天线阵元间的间距，n表示雷达天线阵元的序号，n的取值范围为[0,N-1]，N表示雷达天线阵元的总数，sin表示正弦值操作，λ表示雷达发射信号的波长，θ_k表示对方第k个干扰源方位角。

3.根据权利要求1所述的基于坐标下降算法的多输入多输出MIMO雷达发射波形合成方法，其特征在于，步骤(2)中所述干扰子空间公式如下：

V＝[a(θ_k)]

其中，V表示干扰子空间矩阵，[]表示矩阵化操作，a(θ_k)表示第k个干扰源方位角θ_k处的干扰空域导向矢量，k的取值范围为[1,K]，K表示对方干扰源的总数。