[发明专利]基于改进GA-SQP的MIMO雷达正交波形设计方法

权利要求书

1.基于改进GA-SQP的MIMO雷达正交波形设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，设MIMO雷达的发射阵元数为M，码长为L，则其相位编码矩阵表示为：

其中，φ_i(l)表示第i个发射通道的第l个相位，i＝1，…M；相位编码矩阵Φ由M×L个编码相位构成，其每一行为一个发射通道，每一列则表示M个阵元在同一时刻发射的码元；

步骤2，采用改进GA-SQP算法对相位编码矩阵进行优化，得到优化后的相位编码矩阵；

2.1，设一个种群中有N个个体，每个相位编码矩阵对应一个个体；对种群中的每个个体进行随机初始化，即对每个相位编码矩阵中的每个元素分别在[0，2π]之间随机取值；

2.2，判断种群中的每个个体是否进行片段交叉，若是，则对当前个体进行片段交叉，否则，当前个体保持不变，判断下一个个体是否进行片段交叉，依次类推，直至种群中的所有个体都判断完成，得到片段交叉后的种群；

2.3，判断片段交叉后的种群中的每个个体是否进行变异，若是，则对当前个体进行变异，否则，当前个体保持不变，判断下一个个体是否进行片段交叉，依次类推，直至种群中的所有个体都判断完成，得到变异后的种群；

2.4，判断变异后的种群中的每个个体是否进行染色体交叉，若是，则对当前个体进行染色体交叉，否则，当前个体保持不变，判断下一个个体是否进行染色体交叉，依次类推，直至种群中的所有个体都判断完成，得到染色体交叉后的种群；

2.5，判断染色体交叉后的种群是否进行局部寻优，若是，则对染色体交叉后的种群进行局部寻优，否则，转入步骤2.6；

2.6，计算当前种群中所有个体的适应度值，并按适应度大小进行排序，选择适应度最大的个体作为本次迭代的最优个体，最优个体直接保留进入下一次迭代，剩余的(N-1)个个体采用轮盘赌方式进行选择，得到当前迭代次数的优化后的种群；

2.7，迭代次数加1后，判断当前迭代次数是否达到IterNum，若是，则终止迭代，输出步骤2.6中的最优个体，作为优化后的相位编码矩阵；否则转入步骤2.2进行下一次迭代；

步骤3，采用优化后的相位编码矩阵设计正交发射波形，完成MIMO雷达的正交波形设计。

2.根据权利要求1所述的基于改进GA-SQP的MIMO雷达正交波形设计方法，其特征在于，步骤2.2中，所述判断种群中的每个个体是否进行片段交叉具体为：随机生成[0，1)的随机数rand1，若rand1＜P_c，则对当前个体进行片段交叉；其中，P_c为预设的片段交叉概率；

所述片段交叉具体为：在当前个体的每条染色体上分别随机选取若干个连续的基因位点，作为父本遗传片段；再在剩余(N-1)个个体中随机选择一个个体作为母本，母本上与父本遗传片段对应位置的基因位点为母本遗传片段，将父本遗传片段与母本遗传片段进行交换，完成当前个体的片段交叉。

3.根据权利要求1所述的基于改进GA-SQP的MIMO雷达正交波形设计方法，其特征在于，步骤2.3中，所述判断片段交叉后的种群中的每个个体是否进行变异，具体为：生成[0，1)的随机数rand2，若rand2＜P_v时，则进行变异；其中，P_v为预设的变异概率；

所述对当前个体进行变异，具体为：在当前个体的每一条染色体上随机选取一个位点，将所选取位点处的基因变异为在[0，2π]内随机生成的新基因，即完成当前个体的变异。

4.根据权利要求1所述的基于改进GA-SQP的MIMO雷达正交波形设计方法，其特征在于，步骤2.4中，所述判断变异后的种群中的每个个体是否进行片段交叉具体为：随机生成[0，1)的随机数rand3，若rand3＜P_cc，则对当前个体进行染色体交叉；其中，P_cc为预设的染色体交叉概率；

所述染色体交叉具体为：随机选取当前个体的一条染色体，作为父本染色体；再在剩余(N-1)个个体中随机选择一个个体作为母本，母本上与父本染色体对应的位置为母本染色体，将父本染色体与母本染色体进行交换，完成当前个体的染色体交叉；其中，一条染色体对应相位编码矩阵中的一行。