任意相位编码信号及其脉压滤波器联合优化设计

针对具有任意相位的多相编码信号提出一种编码信号与脉压滤波器联合优化的设计方法．该方法采用凸优化求解现有相位编码信号在给定最大增益损失约束下的最小峰值旁瓣抑制相关器,从而构造一种新的相位编码信号,并通过多次迭代进一步降低其距离旁瓣．该方法在不增加脉压滤波器长度的情况下,以很小的增益损失为代价获得了接近理想的峰值旁瓣电平．和已有方法相比,该方法设计灵活和收敛性好．仿真结果验证了所提方法的有效性．     

MIMO雷达稳健的自适应失配滤波器设计算法

针对发射导向矢量存在未知误差的问题,提出了一种MIMO雷达稳健的自适应失配滤波器(Robust Adaptive Mismatched Filter,RAMiF)设计算法.该算法在稳健的接收波束形成算法的基础上,对其输出做稳健的失配滤波处理,以一定的主瓣电平损失为代价换取更低的旁瓣电平,从而提高系统对发射导向矢量误差的稳健性.仿真结果表明该滤波器在信噪比较高的情况下对发射导向矢量误差具有自适应的稳健性.     

正切调频信号分辨率的分析

由于正切调频信号能很好地解决主瓣宽度与旁瓣电平高的矛盾，目前在脉冲压缩雷达中获得广泛的应用，用模糊函数对正切调频信号进行分析，研究了正切调频信号参数的变化对距离分辨率和速度分辨率的影响。     

MIMO雷达发射方向图匹配和波形优化方法

为了匹配MIMO雷达系统给定的发射方向图,采用半正定规划(SDP)来优化发射信号的协方差矩阵．基于该协方差矩阵,利用循环算法(CA)和极小极大法,通过优化波形相位设计出了具有低空域和时域副瓣的恒模发射信号．此外,又提出了用凸规划设计空域失配滤波器和时域失配滤波器的方法,进一步降低了空域和时域副瓣．     

基于模糊优化度的频率编码雷达信号编码优化

分析了频率编码脉冲（frequency coded pulse, FCP）雷达工作原理;推导了基于自相关函数的步进频率信号的模糊函数,针对常用的FCP信号——步进频率编码信号（frequency stepped signal, FSS）距离-多普勒旁瓣电平较高、存在“距离-速度”耦合、距离-速度联合分辨率低的缺点;提出了优化频率编码的模糊优化度准则,并基于该准则给出了2种编码优化规律不同的频率编码优化方法.仿真结果表明：在保持原有的距离、速度分辨率不变的情况下,2种方法都能有效的降低“距离-速度”二维耦合,提高距离-速度联合分辨率.     

LFM-BC雷达信号的欺骗干扰效果分析

基于线性调频.二相编码信号的特点,建立了雷达脉压系统仿真模型;通过仿真实验,比较了距离欺骗干扰、移频干扰、距离.移频二维欺骗干扰和多相干假目标欺骗干扰等四种干扰样式对LFM-BC信号脉冲压缩的干扰效果,分析了干扰信号频移量的大小对雷达脉压输出主瓣幅度,-3dB主瓣宽度和主副瓣比的影响程度,得出了相关结论.     

互相关干扰下的MIMO雷达自适应脉冲压缩方法

MIMO雷达各阵元发射波形之间一般不完全正交,用传统脉冲压缩方法处理会导致较高距离旁瓣电平,进而影响检测性能.在建立单站MIMO雷达回波模型的基础上,以最大化系统输出信号与干扰噪声比为准则,提出了一种基于迭代思想的MIMO雷达自适应脉冲压缩方法.该方法利用对目标距离像信息的多次估计值,自适应地对距离旁瓣、互相关干扰和噪声进行抑制.仿真实验表明,针对发射多相编码信号的MIMO雷达,该算法可以显著降低距离旁瓣,且在目标运动和多目标情况下也优于传统处理方法.     

基于凸优化方法的MIMO成像声纳的失配滤波处理

提出了利用失配滤波处理来设计多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output:MIMO)成像声纳的接收滤波器,并采用cvx工具箱来求解滤波器的系数。与匹配滤波处理相比,在牺牲一定高斯白噪声增益的前提下,失配滤波处理成功抑制了相关输出的旁瓣级。仿真结果表明,所提出的失配滤波处理方法可以有效抑制MIMO声纳成像结果中的距离旁瓣干扰。     

彩色电视信号的旁瓣抑制

对彩色电视信号的脉冲压缩进行了研究．利用失配滤波器对电视信号经脉冲压缩后出现的旁瓣进行了抑制．经过失配滤波后,使电视信号脉冲压缩后产生的旁瓣得到了明显的抑制,提高了主旁瓣比,增大了电视信号作为雷达照射源时的不模糊距离．     

多目标时彩色电视信号的距离旁瓣抑制

在多目标情况下,为了抑制利用电视信号的被动式雷达的相关旁瓣并提高距离分辨力,提出了用失配滤波的方法对电视信号进行处理,在积分旁瓣电平最小的基础上,用加权迭代的方法来逼近最小峰值旁瓣电平．仿真结果表明,利用失配滤波不仅可有效抑制电视信号的距离旁瓣,而且还可提高距离分辨力,从而改善了利用电视信号的被动式雷达在多目标情况下的检测能力．     

稳健的MIMO雷达发射波形和接收滤波器联合优化设计

针对杂波条件下目标反射信号方向不确定的情况,提出一种稳健的MIMO雷达发射波形和接收滤波器联合优化设计方法.在考虑各阵元发射功率相等的约束条件下,利用发射加权矩阵构造不确定集范围内关于输出信干噪比(SINR)的Maxmin优化模型;在此基础上,利用序列优化、半正定松弛和Charnes-Cooper转换,将非凸的联合优化问题转化为关于发射波形和接收滤波器的凸优化问题进行迭代求解;最后通过随机向量合成方法计算最终发射波形和接收滤波器,并对算法计算复杂度和收敛性给出分析和证明.所提方法在满足阵元发射功率一致的约束条件下,提高了算法稳健性并降低了计算复杂度.仿真实验证明了算法的有效性.     

MIMO radar waveform design in the presence of clutter and colored noise

The existing MIMO radar waveform design methods only deal with the optimization of radar waveform with the presence of clutter or colored noise, and unfortunately can not get the optimal waveform with the scenario when the clutter and colored noise coexist, which is more realistic in practical applications. To address this problem, a novel MIMO radar waveform design method based on mutual information in the presence of clutter and colored noise is proposed. The proposed scheme considers the influence of the target's response, clutter and colored noise on the optimization of the radar waveform. The mathematical expression for the transmit waveform matrix is achieved by theoretical derivation. What is more important, an optimal pairing of the eigenvectors of the target, clutter and colored noise is given and the power allocation for each antenna is optimized by the water-filling method. Simulation results show that when the total transmit power is 10dB, the proposed method's MI is 8bit and 4bit more than that of the general water-filling method and the method which only considers the pairing of the target's response and noise, respectively.     

一种新型雷达波形的平均模糊函数

根据Ｗｏｄｗａｒｄ对模糊函数的基本定义，详细推导了脉内脉间频率调制雷达信号的平均模糊函数．结果表明，脉内脉间频率调制雷达信号同时具有大的时宽和大的带宽，该信号经匹配压缩处理后具有距离和速度两维高分辨率，同单纯脉间频率相比消除了距离载上的模糊．该信号克服了一般均匀脉冲串信号距离分辨率差的缺点，是一种简单可行的两维高分辨率信号形式．     

MIMO radar waveform design method via low sidelobe beampattern modification

In the design of the multiple-input multiple-output(MIMO) radar waveform, decreasing transmit beampattern sidelobes could reduce the energy of clutters and false targets from sidelobes and increase the received signal to noise ratio (SNR) so as to improve the angle estimation property. Motivated by this idea, a transmit waveform design method based on low sidelobe beampattern modification is proposed for MIMO radar. First, the transmit waveform cross-correlation matrix can be obtained by the semidefinite relaxation (SDR) technique. Then the essence of our method is to establish an optimization modification model to reduce the beampattern sidelobe by changing the non-diagonal elements of the waveform cross-correlation matrix. Finally, the corresponding transmit beamforming weight matrix is obtained by this modified matrix, and the ESPRIT algorithm is used for the direction of arrival (DOA) estimation. Meanwhile, the feasibility of our method is demonstrated. Simulation results show the superiorities of our method in sidelobe suppression, DOA estimation accuracy and angle resolution.     

正交空时编码连续相位调制系统的信道估计算法

针对准静态瑞利衰落信道中突发模式的正交空时编码连续相位调制（OSTC-CPM）,利用双发多收空时编码连续相位调制系统的波形正交特性,提出了一种基于数据辅助的信道估计算法.接收天线将得到的信号同步地乘上每一发射天线对应的训练序列,然后延迟一码元相加并除以该训练序列能量,估计得到相应的信道衰落系数.理论分析结果表明,该算法的对数估计方差随比特信噪比的增加而线性减小.对不同训练序列长度、过采样倍数和成形滤波器进行仿真,结果表明在准静态瑞利衰落信道中,估计性能与理论分析结果吻合,系统的误比特性能与理想情况相差不到0.2 dB.该算法适合OSTC-CPM系统在准静态衰落信道条件下的信道估计.     

机动目标跟踪波形和检测门限自适应算法

由于现有雷达目标跟踪波形和检测门限自适应算法大多围绕以距离、距离率作为量测的一维运动目标展开,忽略了角度对目标跟踪的影响,从而无法对目标进行跟踪定位。为此,提出一种杂波背景下针对二维机动目标跟踪的雷达波形和检测门限联合自适应算法。首先,对传统基于时延-多普勒分辨单元的理论作进一步扩展,设计出一种包含距离-距离率和方位为量测的具有“棱柱”结构的分辨单元;然后,给出了包含波形参数和检测门限的量测误差协方差的联合近似表达式;最后,利用认知雷达思想,以滤波误差协方差的迹最小为代价函数自适应选择下一时刻的波形参数和检测门限,以提高系统的跟踪性能。仿真结果表明,波形和检测门限联合自适应算法的跟踪性能要明显优于传统的固定参数跟踪算法。     

联合优化方向图合成与频谱兼容的MIMO雷达波形设计

多发射-多接收雷达发射方向图合成是当前波形设计和合成问题的热点,其目的在于实现将发射能量聚焦在感兴趣的空域方向上。而在复杂的电磁环境中,还必须兼顾考虑在拥堵频段上的频谱兼容性和灵活性,避免影响邻近频段通信系统传输性能。该文提出算法设计MIMO雷达发射波形向目标空域聚焦能量的同时,避开拥堵频段的频率范围。即针对发射波形在空域、频域两类要求而联合优化。联合优化问题被建模为加权均方误差代价函数,优化问题是非凸非平滑的。在算法的每一步迭代优化中,首先更新当前步骤的匹配系数,再对均方误差代价函数进行放缩,构造替代函数;进而优化替代函数,得到较小代价函数值对应的波形。该文提出的迭代优化算法,具有接近理想的方向图合成性能与频谱塑形性能,且运算量小。仿真和数值结果证明了该方法的有效性。     

MIMO雷达空时编码和接收权联合稳健设计

针对基于多进多出雷达的空时自适应处理方法的检测性能对目标参数估计误差敏感从而导致系统检测概率稳健性较差的问题,提出一种改善多进多出空时自适应检测性能的发射波形和接收权联合稳健设计方法。首先推导了多进多出空时自适应输出信干噪比的数学表达,而后构建了目标空时频导向矢量估计误差模型。在此误差模型、波形恒模特性、旁瓣以及杂波抑制等约束下,基于最大化最差情况下输出信干噪比准则,提出了改善多进多出空时自适应检测性能的发射波形相关阵和接收权联合稳健优化问题。为求解所得复杂非线性优化问题,提出一种迭代方法,其中每一步都可转化为半定规划问题,因而可获得高效求解。仿真结果表明,与现存主要的稳健方法、非稳健方法及不相关波形相比,所提方法可显著改善多进多出空时自适应检测概率的稳健性能。     

Waveform Design for MIMO Radar with One-Bit DACs via Block-Sparse Semidefinite Relaxation

Multiple-input multiple-output (MIMO) systems which deploy one-bit DACs are at-tractive in many fields, such as wireless communications and radar. In this paper, the problem of transmit waveform design in MIMO radar system with one-bit DACs is investigated. By appropri-ately designing the transmitted QPSK signal waveforms, the majority of radiated energy can be fo-cused into the mainlobe region(s) by minimizing the integrated sidelobe to mainlobe ratio (ISMR) of beampattern, such that the intensity of backscattered signals from targets can be enhanced. However, the resulting optimization problem which consists of constrained fractional quadratic problem (CFQP) is noconvex. To tackle this problem, a block-sparse semidefinite relaxation meth-od is first utilized to reformulate the CFQP into a reduced convex semidefinite programming (SDP). Further, a customized interior point algorithm (IPA) is developed to solve the small-scale SDP. Finally, the desirable one-bit transmit waveform sequence can be properly synthesized by us-ing Gaussian randomization method. Numerical simulation results demonstrate that the proposed method offer better performance than the state-of-the-art algorithms.