[发明专利]基于频域离散采样约束凸优化的MTD滤波器组设计方法

摘要

本发明属于滤波器设计领域，公开了一种基于频域离散采样约束凸优化的MTD滤波器组设计方法，包括：设定雷达工作参数，MTD滤波器组的阻带衰减、非0通道0陷凹口的衰减、非0通道0陷凹口归一化频率宽度、通道数N；确定第n个通道的通带归一化频率区间、阻带归一化频率区间、0陷凹口归一化频率区间；确定第n个通道的滤波器系数的优化函数；若第n个通道的滤波器系数不满足单通道设计要求，改变其0陷凹口归一化频率区间，重新求得滤波器系数；对N个通道的滤波器系数进行评估；若不满足整体设计要求，则对非0通道的通带归一化频率区间进行调整；从而能够得到通带频率范围可调，阻带衰减可控，非0通道0陷凹口足够深的MTD滤波器组。

主权项

一种基于频域离散采样约束凸优化的MTD滤波器组设计方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1，设定雷达的工作参数，所述雷达的工作参数至少包含：雷达脉冲重复频率、雷达扫描速度以及雷达波束宽度；步骤2，设定MTD滤波器组的阻带衰减α、非0通道0陷凹口的衰减β以及非0通道0陷凹口归一化频率宽度Dgap；并根据所述雷达的工作参数确定设计的MTD滤波器组的通道数N，所述MTD滤波器组的通道数N与MTD滤波器组的阶数相同；步骤3，根据设定的非0通道0陷凹口归一化频率宽度Dgap，确定MTD滤波器组第n个通道的通带归一化频率区间Fnpass、第n个通道的阻带归一化频率区间Fnstop以及第n个通道的0陷凹口归一化频率区间Fngap；其中，n∈{0,1,2,…,N‑1}，n表示MTD滤波器组第n个通道，N表示MTD滤波器组的通道总个数；步骤4，根据MTD滤波器组的阻带衰减α、非0通道0陷凹口的衰减β、第n个通道的通带归一化频率区间Fnpass、第n个通道的阻带归一化频率区间Fnstop以及第n个通道的0陷凹口归一化频率区间Fngap，确定MTD滤波器组第n个通道的滤波器系数的优化函数：mincoen||coenT·sfpass-slp||2]]>s.t.coenT·sfstop≤α·11×NstopcoenT·sfgap≤β·11×Ngap其中，n的初值为0，n∈{0,1,2,…,N‑1}，上标T表示转置，||·||2表示求2范数，表示求使得||coenT·sfpass‑slp||2最小时coen的值，s.t.表示约束条件，coen表示求得的MTD滤波器组第n个通道的滤波器系数；sfpass为一个N×Npass维的矩阵，矩阵中的每一列是长度为N的单频信号，且该单频信号的归一化数字频率为在第n个通道的通带归一化频率区间Fnpass上的离散采样频率，Npass表示在第n个通道的通带归一化频率区间Fnpass上离散采样点的总个数；sfstop为一个N×Nstop维的矩阵，矩阵中的每一列是长度为N的单频信号，且该单频信号的归一化数字频率为在第n个通道的阻带归一化频率区间Fnstop上的离散采样频率，Nstop表示在第n个通道的阻带归一化频率区间Fnstop上离散采样点的总个数；sfgap为一个N×Ngap维的矩阵，矩阵中的每一列是长度为N的单频信号，且该单频信号的归一化数字频率为在第n个通道的0陷凹口归一化频率区间Fngap上的离散采样频率，Ngap表示在第n个通道的0陷凹口归一化频率区间Fngap上离散采样点的总个数；slp是一个1×Npass维的矩阵，矩阵元素为标准低通滤波器在与sfpass的Npass个归一化数字频率对应频率处的频率响应；11×Nstop是1×Nstop维全1向量，11×Ngap是1×Ngap维全1向量；步骤5，求解所述MTD滤波器组第n个通道的滤波器系数的优化函数，得到MTD滤波器组第n个通道的滤波器系数coen；步骤6，对MTD滤波器组第n个通道的滤波器系数coen进行评估，若MTD滤波器组第n个通道的滤波器系数coen不满足单通道设计要求，则改变MTD滤波器组第n个通道的0陷凹口归一化频率区间Fngap，返回步骤4重新求得MTD滤波器组第n个通道的滤波器系数coen；若MTD滤波器组第n个通道的滤波器系数coen满足单通道设计要求，且n<N，则令n的值加1，返回步骤4，求MTD滤波器组下一个通道的滤波器系数；直到得到MTD滤波器组N个通道的滤波器系数；步骤7，记MTD滤波器组N个通道的滤波器系数COE＝[coe0,coe1,...,coeN‑1]，对MTD滤波器组N个通道的滤波器系数COE进行评估；若MTD滤波器组N个通道的滤波器系数COE不满足整体设计要求，则对MTD滤波器组非0通道的通带归一化频率区间进行调整，得到最终的MTD滤波器组；若MTD滤波器组N个通道的滤波器系数COE满足整体设计要求，则将其记为最终的MTD滤波器组。