[发明专利]基于射频隐身的雷达-通信联合系统最优波形设计方法

说明书

本发明公开了一种基于射频隐身的雷达‑通信联合系统最优波形设计方法，包括以下步骤：S1：获取目标相对于雷达‑通信联合系统的先验信息；S2：根据给定目标参数估计性能的互信息门限φ_MI和通信速率门限C_min，建立第n个子载波上波形A[n]优化设计的数学模型，根据模型获取雷达‑通信联合系统第n个子载波上最优发射波形的模平方的表达式。本发明不仅保证了目标参数估计性能和通信速率的要求，而且提升了该系统的射频隐身性能。

技术领域

本发明涉及雷达波形设计，特别是涉及基于射频隐身的雷达-通信联合系统最优波形设计方法。

背景技术

在当今信息时代的战争中，雷达与通信系统都起着举足轻重的作用，二者缺一不可。通过雷达对目标准确地探测、定位和跟踪，才能有效地打击和摧毁敌方的武器装备和作战平台；通过通信系统的数据通信，才能确保己方的战场信息畅通和数据共享。雷达和通信系统在功能上是截然不同的，因而在硬件和软件上都有许多显著的差异，但也有一些相似之处，如都有天线、大功率发射机、接收机、信号处理单元、控制系统以及电源系统等，而且二者工作频段大体一致、体制相近。将雷达与通信系统在硬件资源上加以共享，共用发射/接收天线、信号处理机等，以减少装备的体积、重量和能耗；在此基础上，将雷达与通信系统发射波形进行共享，既使发射波形作为探测波形对敌方目标进行探测、定位、跟踪，也使发射波形完成数据传输功能，即同一波形同时起到两种波形的功能，称这种波形为雷达-通信一体化共享波形，称这种系统为雷达-通信联合系统。

然而，现有技术中尚未有雷达-通信联合系统射频隐身波形优化设计方法。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种基于射频隐身的雷达-通信联合系统最优波形设计方法，能够提升雷达-通信联合系统的射频隐身性能。

技术方案：本发明所述的基于射频隐身的雷达-通信联合系统最优波形设计方法，包括以下步骤：

S1：获取目标相对于雷达-通信联合系统的先验信息；

S2：根据给定的目标参数估计性能的互信息门限φ_MI和通信速率门限C_min，建立第n个子载波上波形A[n]优化设计的数学模型，根据模型获取雷达-通信联合系统第n个子载波上最优发射波形的模平方的表达式。

进一步，所述步骤S1中的先验信息包括频率响应、各路径传播损耗以及噪声功率。

进一步，所述步骤S2中的数学模型根据式(1)得到：

式(1)中，|A[n]|²表示第n个子载波上发射波形的模平方；M_c表示发射波形子载波总数目；H_rc[n]表示第n个子载波上目标相对于雷达-通信联合系统的频率响应；L_rc[n]表示第n个子载波上目标探测路径的传播损耗，L_c[n]表示第n个子载波上通信路径的传播损耗；C_min表示第n个子载波上通信系统速率；P_max,n代表第n个子载波上雷达-通信联合系统的最大发射功率；代表第n个子载波上的加性有色噪声功率。

进一步，所述步骤S2中，雷达-通信联合系统第n个子载波上最优发射波形的模平方的表达式为：

式(2)中，为雷达-通信联合系统第n个子载波上最优发射波形的模平方，为ξ₃的最优解，ξ₃为拉格朗日乘子，

进一步，所述步骤S2中，根据模型获取雷达-通信联合系统第n个子载波上最优发射波形的模平方的表达式的过程为：

S2.1：将式(1)中的数学模型等价转化为式(2)所示的凸问题形式：