[发明专利]一种雷达通信一体化波形互补失配滤波器组的设计方法

说明书

本发明公开了一种雷达通信一体化波形互补失配滤波器组的设计方法，包括：构建IRC系统模型；在IRC系统模型条件下，建立色噪声下的CMFG性能指标；根据所述CMFG性能指标得到第一CMFG优化问题，所述第一CMFG优化问题为非凸优化问题；根据所述第一CMFG优化问题得到第二CMFG优化问题，所述第二CMFG优化问题为凸优化问题；利用拉格朗日函数处理第二CMFG优化问题，得到最终的失配滤波器。本发明提供的色噪声下雷达通信一体化波形互补失配滤波器组，将互补序列的原理被引入到IRC波形的CMFG设计中，在保持IRC系统通信性能的同时，增强了系统的雷达性能。

技术领域

本发明属于雷达和通信交叉技术领域，具体涉及一种雷达通信一体化波形互补失配滤波器组的设计方法。

背景技术

由于雷达通信一体化(Integrated radar and communications，IRC)系统具备降低雷达与通信系统之间相互干扰和提高频谱利用率等优点，雷达通信一体化系统的研究已经成为一个热门话题。

实现IRC最重要的一点在于设计可同时实现雷达与通信功能的IRC波形。为了提高雷达接收机处IRC回波信号的信噪比(Signal to noise ratio，SNR)，常采用匹配滤波器(The matched filters，MFs)处理回波信号。但匹配滤波的输出通常具有较高的旁瓣电平(Sidelobe level，SLL)，这会降低雷达目标检测性能。为了解决该问题，现有研究者通过采用失配滤波器代替匹配滤波器，通过失配滤波器既提高了雷达性能，同时保持了系统的通信性能。其中C.Sahin和J.G Metcalf提出了一种基于最大信噪比度量的失配滤波器设计方法。M.Jiang与G.Liao等人提出了一种可调谐失配滤波器的设计方法，但该两种方法均没有考虑距离模糊存在的情况。当IRC系统的脉冲重复频率(Pulse repetition frequency，PRF)较高时，将会出现距离模糊，从而造成错误检测，此时传统的失配滤波器性能将会大幅下降。此外，该两种方法中设计的失配滤波器均是在接收噪声为高斯白噪声的前提下进行的研究，但在实践中该假设可行性低，因此有必要考虑接收噪声为有色噪声的情况。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种雷达通信一体化波形互补失配滤波器组的设计方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种雷达通信一体化波形互补失配滤波器组的设计方法，所述设计方法包括：

步骤1、构建IRC系统模型，所述IRC系统模型包括IRC系统发射信号模型、IRC系统接收信号模型和CMFG输出信号模型；

步骤2、在IRC系统模型条件下，建立色噪声下的CMFG性能指标，所述CMFG性能指标包括第一SNR改善因子、无模糊输出的第一归一化旁瓣能量和CMFG距离模糊输出的第一归一化能量；

步骤3、根据所述CMFG性能指标得到第一CMFG优化问题，所述第一CMFG优化问题为非凸优化问题；

步骤4、根据所述第一CMFG优化问题得到第二CMFG优化问题，所述第二CMFG优化问题为凸优化问题；

步骤5、利用拉格朗日函数处理第二CMFG优化问题，得到最终的失配滤波器。

在本发明的一个实施例中，所述IRC系统模型将在整个相干处理间隔中发送具有固定脉冲重复间隔T的L组IRC波形，其中每组IRC波形包括K个IRC波形；

所述IRC系统接收信号模型：