基于空時(shí)自適應(yīng)處理技術(shù)的雷達(dá)相位編碼的研究

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摘要：為通過(guò)雷達(dá)編碼技術(shù)可以使雷達(dá)性能得到提高。本文主要研究?jī)?yōu)化雷達(dá)相位編碼使得雷達(dá)空時(shí)自適應(yīng)處理器的輸出信噪比最大的問(wèn)題。本文考慮以下約束：保證雷達(dá)編碼與已知巴克碼達(dá)到一定的相似度、空間和時(shí)間多普勒頻率估計(jì)準(zhǔn)確度達(dá)到一定的要求，同時(shí)考慮到雷達(dá)能量的魯棒性問(wèn)題。對(duì)于上述非凸二次約束優(yōu)化問(wèn)題，我們用了快速有效的秩一分解方法。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)可以證明，這種相位雷達(dá)編碼可以使雷達(dá)性能提高。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)編碼；空時(shí)自適應(yīng)處理器；半定規(guī)劃；魯棒性

中圖分類號(hào)：TN955

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2015.09.006

0 引言

近些年來(lái)，隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展以及雷達(dá)新理論、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，現(xiàn)代雷達(dá)己成為可以測(cè)量目標(biāo)距離、方位、仰角和速度等信息的重要電子設(shè)備。由于雷達(dá)工作環(huán)境日益復(fù)雜，如何使雷達(dá)在惡劣的環(huán)境下，提高其探測(cè)目標(biāo)的能力是人們研究的重點(diǎn)問(wèn)題。

通常人們采用設(shè)計(jì)雷達(dá)波形（幅度、相位、頻率）來(lái)提高雷達(dá)性能的方法。目前，關(guān)于通過(guò)雷達(dá)波形設(shè)計(jì)提高雷達(dá)檢測(cè)性能方面有一系列的De Maio等。而傳統(tǒng)的濾波器一般只在空域或時(shí)域空間內(nèi)進(jìn)行信號(hào)處理，很多情況下這種一維的濾波器已不能滿足實(shí)際的需要?？諘r(shí)白適應(yīng)處理技術(shù)，即同時(shí)在空域和時(shí)域內(nèi)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，可實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的雜波抑制。巴克碼具有尖銳的白相關(guān)函數(shù)，合理的距離分辨率和峰值旁瓣電平。因此，設(shè)計(jì)空時(shí)白適應(yīng)雷達(dá)波形時(shí)，可考慮與已知巴克碼的相似度約束。

本文研究通過(guò)設(shè)計(jì)雷達(dá)相位編碼，使空時(shí)自適應(yīng)處理器的輸出信噪比最大。除了與已知巴克碼的相似度約束外，考慮由系統(tǒng)不穩(wěn)定引起的雷達(dá)編碼能量的魯棒性問(wèn)題。即在下述約束下使空時(shí)白適應(yīng)處理器的輸出信噪比最大：考慮魯棒性的能量約束，空間多普勒頻率估計(jì)準(zhǔn)確度，時(shí)間內(nèi)多普勒頻率估計(jì)準(zhǔn)確度，相似度約束。上述問(wèn)題為非凸二次約束問(wèn)題，將其松弛成半定規(guī)劃問(wèn)題求解。通過(guò)仿真畫出雷達(dá)編碼檢測(cè)概率圖、CRB圖以及模糊函數(shù)圖來(lái)分析相位編碼雷達(dá)的性能。

3 結(jié)論

本文特色是在考慮空時(shí)二維白適應(yīng)處理的同時(shí)考慮了雷達(dá)編碼能量的魯棒性問(wèn)題。首先搭建仿真模型，再將非凸優(yōu)化問(wèn)題用半定松弛、秩一分解方法求得最優(yōu)雷達(dá)相位編碼。本文用雷達(dá)檢測(cè)概率、CRB圖及雷達(dá)模糊函數(shù)圖來(lái)分析所求得的雷達(dá)編碼的性能。仿真結(jié)果表明，本文提出的模型求出的最優(yōu)編碼在檢測(cè)概率、CRB及雷達(dá)模糊圖之間有一定的權(quán)衡關(guān)系。