[发明专利]一种雷达与通信联合系统射频隐身性能优化方法

权利要求书

1.一种雷达与通信联合系统射频隐身性能优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)获取目标探测信道频率响应与通信信道频率响应；

(2)分别构建表征目标参数估计性能的互信息表达式和表征通信性能的数据传输速率表达式；

(3)构建雷达与通信联合系统射频隐身优化模型；具体的：

考虑雷达系统的目标参数估计互信息和通信系统的数据传输速率的约束条件，建立雷达与通信联合系统射频隐身优化模型为：

和

其中，K_rad＝B_rad/△f为雷达频段子频带数目，B_rad为雷达频带宽度，△f为子频带间距，|R(f_k)|²为子频带f_k上的雷达发射信号功率谱密度；Ι_rad为表征目标参数估计性能的互信息，表示预先设定的目标参数估计性能阈值，K_com＝B_com/△f为通信频段子频带数目，B_com为通信频带宽度，P_com(f_k)是子频带f_k上的通信发射信号能量谱密度，R_com为表征通信性能的数据传输速率，表示预先设定的通信数据速率阈值，表示每个子频带上的最大通信发射功率阈值；

(4)求解雷达与通信联合系统射频隐身优化模型，得到最优雷达发射波形和最优通信发射功率分配。

2.根据权利要求1所述的一种雷达与通信联合系统射频隐身性能优化方法，其特征在于，步骤(1)中根据先验知识，获取各子频带上的目标探测信道频率响应与通信信道频率响应。

3.根据权利要求1所述的一种雷达与通信联合系统射频隐身性能优化方法，其特征在于，步骤(2)中表征目标参数估计性能的互信息Ι_rad表达式为：

其中，K_rad＝B_rad/△f为雷达频段子频带数目，B_rad为雷达频带宽度，△f为子频带间距，T_y为信号持续时间，H_rad(f_k)为子频带f_k上的目标探测信道频率响应，|R(f_k)|²为子频带f_k上的雷达发射信号能量谱密度；

表征通信性能的数据传输速率R_com表达式为：

其中，K_com＝B_com/△f为通信频段子频带数目，B_com为通信频带宽度，H_com(f_k)是子频带f_k上的通信信道频率响应，P_com(f_k)是子频带f_k上的通信发射信号能量谱密度，是子频带f_k上的接收机噪声功率，k₀为玻耳兹曼常数，T₀是接收机噪声温度。

4.根据权利要求1所述的一种雷达与通信联合系统射频隐身性能优化方法，其特征在于，步骤(4)中求解雷达与通信联合系统射频隐身优化模型的方法为：

(41)对雷达与通信联合系统射频隐身优化模型的优化问题公式(3)进行求解，得到最优雷达发射波形；

引入拉格朗日乘子μ_i≥0与ξ≥0，构建如下的拉格朗日乘子式：

其中，T_y为信号持续时间，H_rad(f_k)为子频带f_k上的目标探测信道频率响应；

分别对|R(f_k)|²，μ_i和ξ求偏导，同时令：

同时满足|R(f_k)|²≥0和卡罗需-库恩-塔克必要条件，获取子频带f_k上的雷达发射信号能量谱密度|R(f_k)|²表达式为：

其中，参数A＝(-ξ)·T_y·△f；

(42)对雷达与通信联合系统射频隐身优化模型的优化问题公式(4)进行求解，得到最优通信发射功率分配；

引入拉格朗日乘子φ_1,k≥0，φ_2,k≥0和φ₃≥0，构建如下的拉格朗日乘子式：

其中，P_max为最大发射功率值，是子频带f_k上的接收机噪声功率，k₀为玻耳兹曼常数，T₀是接收机噪声温度，H_com(f_k)是子频带f_k上的通信信道频率响应；

分别对φ_1,k，φ_2,k和φ₃求偏导，同时令：

同时满足0≤P_com(f_k)≤P_max和卡罗需-库恩-塔克必要条件，获取最优通信发射功率表达式为：

其中，参数C＝φ₃·△f。