[发明专利]基于射频隐身的雷达-通信一体化系统最优功率控制方法

权利要求书

1.基于射频隐身的雷达-通信一体化系统最优功率控制方法，其特征在于：所述雷达-通信一体化系统包括M_T部发射机、一部雷达接收机和一部通信接收机；所述方法包括以下步骤：

S1：采用式(1)所示的雷达目标检测概率上限解析表达式来表征目标检测性能：

式(1)中，p_D表示系统的目标检测概率；δ表示目标检测判决门限，虚警概率由p_FA＝exp(-δ)求出；σ²表示雷达接收机和通信接收机的背景噪声功率，且背景噪声服从零均值高斯白噪声；M_T表示系统中发射机的数目；γ_sur,i表示第i条路径的信噪比，所述第i条路径为第i部发射机到目标、目标再到雷达接收机的路径；P_rad,i表示第i部发射机的雷达信号发射功率；K表示雷达信号长度；

S2：采用式(2)所示的通信速率解析表达式来表征通信性能：

式(2)中，R_com表示系统的通信速率；P_com,i表示第i部发射机的通信信号发射功率；γ_com,i表示第i部发射机到通信接收机的路径的信噪比

S3：根据给定的通信速率门限r_com、虚警概率门限δ_FA和目标检测概率门限δ_D，建立雷达-通信一体化系统最优功率控制模型：

式(3)中，δ表示目标检测判决门限，由虚警概率p_FA＝exp(-δ)求出；σ²表示雷达接收机和通信接收机的背景噪声功率，且背景噪声服从零均值高斯白噪声；M_T表示系统中发射机的数目；γ_sur,i表示第i条路径的信噪比，所述第i条路径为第i部发射机到目标、目标再到雷达接收机的路径；P_rad,i表示第i部发射机的雷达信号发射功率；K表示雷达信号长度；P_com,i表示第i部发射机的通信信号发射功率；γ_com,i表示第i部发射机到通信接收机的路径的信噪比；P_tot,i为第i部发射机的总发射功率；

当雷达-通信一体化系统中第i部发射机的总发射功率P_tot,i足以满足设定的目标检测性能和通信速率要求时，式(3)等价转化为式(4)和(5)：

当式(4)和(5)中约束条件C1、C2、C3均取等号时，P_rad,i+P_com,i即为雷达-通信一体化系统的最优功率控制结果；采用线性规划算法对式(4)进行求解，获取雷达-通信一体化系统第i部发射机的最优雷达信号发射功率

S4：引入拉格朗日乘子与构建如式(6)的拉格朗日乘子式

得到如下卡罗需-库恩-塔克必要条件：

式(7)中，L为为雷达-通信一体化系统第i部发射机的最优通信信号发射功率，为的最优解，为的最优解，为的最优解；通过求解式(7)，得到雷达-通信一体化系统第i部发射机的最优通信信号发射功率如式(8)所示；

是一个常数，其大小由式(8)代入式(9)中迭代计算得到：

式中，r_com表示给定的通信速率门限；

S5：将步骤S3得到的与步骤S4得到的相加，得到雷达-通信一体化系统的最小总发射功率。