【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种单基地雷达的发射接收联合优化设计方法及装置，属于雷达信号设计。
技术介绍
1、恒模序列的自相关函数能够反映编码波形的自相关功能，golay互补序列具有自相关函数之和在所有非零时延处均为零的特性。但golay互补序列对移动目标产生的多普勒失配很敏感，由于脉冲间多普勒频移改变了互补波形的相位，因此匹配滤波器输出的互补波形之和具有相当高的距离旁瓣。当进行相干发射并受到脉冲间多普勒频移的轻微干扰时，基于模糊函数的脉冲序列就会失去其互补性。因此，位于不同多普勒频率的强反射器附近的弱目标可能被其模糊函数的距离旁瓣掩盖，对于探测存在杂波的目标，这是一个严重问题。
2、设计出多普勒容忍性波形为上述问题提供了解决方案，现有的多普勒容忍性互补波形构造方法基本上分为以下两类：第一类是仅设计发射脉冲序列的方法。文献[apezeshki,a r calderbank,w moran,et al.“doppler resilient golay complementarywaveforms,”ieee transactions on information theory,vol.54,no.9,pp.4254-4266,2008.]利用ptm（prouet-thue-morse，ptm）序列对golay波形的发射进行排列，得到了在较小的多普勒容忍性区间内几乎可以消除距离旁瓣的多普勒容忍性互补波形。文献[j tang,n zhang,z ma,et al.“construction of doppler resilient co
3、然而，仅设计发射脉冲序列的第一类方法虽然使脉冲序列在接近零的多普勒频移下几乎互补，但其多普勒容忍性区间较小；同时考虑发射脉冲序列和接收脉冲权值的第二类方法虽然所得波形的多普勒容忍性性能有所提高，但是波形的多普勒容忍性区间还有待于进一步扩大。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提出了一种单基地雷达的发射接收联合优化设计方法及装置，能够优化发射脉冲序列和接收脉冲权值，进一步扩大波形的多普勒容忍性区间，较大地提高所得波形的多普勒容忍性性能。
2、本专利技术为解决其技术问题所采取的技术方案是：
3、第一方面，本专利技术实施例提供的一种单基地雷达的发射接收联合优化设计方法，包括如下步骤：
4、步骤1，将单基地雷达的具有多普勒容忍性的波形模糊函数建模成一个自变量由golay互补序列发射脉冲序列和接收脉冲权值构成的约束极大化问题：
5、<8>
6、其中，，，，表示欧几里得范数，表示转置算子，，为多普勒区间内的最大值，决定单基地雷达波形的主瓣；
7、步骤2，将约束极大化问题转换为约束极小化问题；
8、步骤3，利用多普勒容忍性迭代优化算法求解约束极小化问题，并根据约束极小化问题的解得到优化后波形的发射序列和接收序列。
9、作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤1，包括：
10、单基地雷达波形的发射信号表示为-脉冲序列：
11、<1>
12、其中，是脉冲重复间隔，为发射脉冲数目；和为golay互补序列，其是由两个码长为的恒模序列组成的，码元宽度为，每一对序列的脉冲宽度为；当时，其自相关和满足等式，其中和分别为、在第个码元的自相关输出，是克罗内克函数；为golay互补波形的发射顺序，当时，则中的第个脉冲发射；当时，则中的第个脉冲发射；或这样的交替序列被称为golay互补波形的标准发射顺序；
13、为接收滤波器的系数向量，即信号的接收序列，经过序列加权的接收端信号表示为：
14、<2>
15、引入模糊函数：
16、<3>
17、其中，表示多普勒频率，表示时延，表示共轭算子；
18、通过选择雷达参数，将时延离散化后，优化波形的模糊函数表示为：
19、<4>
20、其中，，是脉冲重复间隔上的相对多普勒频移；表示离散化后的时延采样点；
21、式<4>中的模糊函数还可表示为：
22、<5>
23、当时，式表示旁瓣，当时，式表示主瓣；
24、主副瓣比msr定义为：
25、<6>
26、其中，表示复标量的模或复向量的元素模；
27、积分主副瓣比imsr定义为：
28、<7>
29、以最大化imsr为优化目标，同时通过设计接收脉冲权值以获得良好的信噪比，建立如下模型：
30、<8>
31、其中，，，，表示欧几里得范数，表示转置算子，，为多普勒区间内的最大值。
32、作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤2，包括：
33、将式<8>转换为最小化问题：
34、<9>
35、设，，则最小化问题转化为：
36、<10>
37、其中，为具有分式结构的非凸极小化问题。
38、作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤3，包括：
39、将非凸极小化问题中的分式结构转化为din（dinkelbach）问题；
40、基于mm算法进行din问题的迭代求解，直到满足停止条件为止；
41、根据din问题的解得到优化后波形的发射序列和接收序列。
42、作为本实施例一种可能的实现方式，所述将非凸极小化问题中的分式结构转化为din问题，包括：
43、步骤31，初始化：
44、初始化自变量，设置迭代索引值，以及预设的终止条件、和、的值；
45、步骤32，将非凸极小化问题转换为din问题：
46本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种单基地雷达的发射接收联合优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的单基地雷达的发射接收联合优化设计方法，其特征在于，所述步骤1，包括：
3.根据权利要求1或2所述的单基地雷达的发射接收联合优化设计方法，其特征在于，所述步骤2，包括：
4.根据权利要求3所述的单基地雷达的发射接收联合优化设计方法，其特征在于，所述步骤3，包括：
5.根据权利要求4所述的单基地雷达的发射接收联合优化设计方法，其特征在于，所述将非凸极小化问题中的分式结构转化为DIN问题，包括：
6.根据权利要求5所述的单基地雷达的发射接收联合优化设计方法，其特征在于，所述基于MM算法进行DIN问题的迭代求解，直到满足停止条件为止；
7.根据权利要求6所述的单基地雷达的发射接收联合优化设计方法，其特征在于，所述根据DIN问题的解得到优化后波形的发射序列和接收序列，包括：
8.一种单基地雷达的发射接收联合优化设计装置，其特征在于，包括：
9.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器、存储器和总线，所
10.一种存储介质，其特征在于，该存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1-7任一所述的单基地雷达的发射接收联合优化设计方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种单基地雷达的发射接收联合优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的单基地雷达的发射接收联合优化设计方法，其特征在于，所述步骤1，包括：
3.根据权利要求1或2所述的单基地雷达的发射接收联合优化设计方法，其特征在于，所述步骤2，包括：
4.根据权利要求3所述的单基地雷达的发射接收联合优化设计方法，其特征在于，所述步骤3，包括：
5.根据权利要求4所述的单基地雷达的发射接收联合优化设计方法，其特征在于，所述将非凸极小化问题中的分式结构转化为din问题，包括：
6.根据权利要求5所述的单基地雷达的发射接收联合优化设计方法，其特征在于，所述基于mm算法进行din问题的迭代求解，直到满足停止条件为止；
【专利技术属性】
技术研发人员：杜晓林，张坤，刘珅砚，唐梦皎，李洪高，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：发明
国别省市：
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