[发明专利]基于联合最优准则的认知合成孔径雷达波形设计方法

说明书

本发明提供了一种基于联合最优准则的认知合成孔径雷达波形设计方法，包括以下步骤：S1、初始化系统参数；S2、根据最大化回波SCNR与最小化时延分辨常数的需求构建联合最优准则目标函数；S3、利用拉格朗日乘子法将步骤S2中有约束的优化问题转换为无约束的优化问题；S4、求解步骤S3中的无约束优化问题，得到基于联合最优准则的最优发射波形的表达式；S5、根据能量约束条件，求解步骤S4中基于联合最优准则的最优发射波形的拉格朗日乘子，获得最优波形。本发明通过设计SAR的发射波形，引入对环境、目标信息的利用，在发射端进行杂波抑制，使SAR具备认知能力，设计出的认知SAR在抑制杂噪的同时具有较好的分辨性能。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，特别涉及一种基于联合最优准则的认知合成孔径雷达波形设计方法。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)具备全天时、全天候、高分辨的特点，可完成对地高分辨成像及目标检测任务。它利用雷达天线和目标区域间的相对运动来获得空间的高分辨率。在地形测绘、植被分析、海洋及水文观测、环境及灾害监视、资源勘探以及地壳微变检测等领域，合成孔径雷达发挥了越来越重要的作用。

常规SAR工作时通过发射预设波形，并按照预设模式处理接收回波，从而完成对观测区域成像探测。但由于SAR对目标的检测、分辨等性能与发射波形密切相关，并且由于电子干扰的加剧导致电磁环境日趋复杂，传统SAR工作模式将导致其无法满足复杂多变环境下的雷达探测与成像需求。因此，实现在复杂多变环境中的雷达探测与成像任务迫在眉睫。认知SAR是一种新的雷达体制，它将认知雷达概念与合成孔径雷达相结合。认知雷达通过与环境交互，获取环境信息，结合先验知识和推理，闭环优化调整雷达参数，从而使得雷达的接收端、发射端一同具备完善的自适应机制，提高雷达在复杂、时变及未知电磁环境与地理环境下的目标探测性能。

由于SAR的工作需求，要实现在复杂多变环境中探测与成像的任务，认知SAR需要同时考虑对杂波的抑制性能和成像的分辨性能。传统的SAR杂波抑制主要是在接收端做自适应处理，例如基于运动目标回波与杂波在多普勒调频率、多普勒质心等特性来抑制杂波的单通道方法。见文献“Moreira J,Keydel W.A New MTI-SAR Approach Using theReflectivity Displacement Method.[J].GeoscienceRemote Sensing IEEETransactions on,1995,33(5):1238-1244.”和文献“Kirscht M.Detection and velocityestimation of moving objects in a sequence of single-look SAR images[C].International GeoscienceRemote Sensing Symposium.IEEE,1996.”。