杂波中MIMO雷达恒模波形及接收机联合优化算法研究

doi:10.3969/j.issn.0372-2112.2014.09.007

电子学报 ›› 2014, Vol. 42 ›› Issue (9): 1705-1711.DOI: 10.3969/j.issn.0372-2112.2014.09.007

杂波中MIMO雷达恒模波形及接收机联合优化算法研究

唐波, 张玉, 李科, 高辉

电子工程学院, 安徽合肥 230037

收稿日期:2012-10-11 修回日期:2013-10-13 出版日期:2014-09-25
- 作者简介:
- 唐波 男，1985年8月生于江西临川，2006年和2011年于清华大学电子工程系获工学学士和工学博士学位，现为电子工程学院讲师.研究兴趣主要包括自适应阵列信号处理、雷达波形设计等，主持了国家自科基金、安徽省自科基金等多项科研项目，在IEEE Trans signal processing等国内外刊物发表论文30余篇，其中被SCI检索10余篇，EI检索20余篇，并获省部级科技进步三等奖2项. E-mail：tangbo06@gmail.com；张玉 男，1962年10月生于安徽芜湖，1989年毕业于电子工程学院获工学硕士学位，现为电子工程学院教授，研究兴趣主要包括雷达信号处理、通信信号处理等. E-mail：ZY_66582@163.com；李科 男，1984年11月出生于安徽合肥，2010年毕业于上海大学获工学硕士学位，现为电子工程学院教员，研究兴趣主要为信号处理. E-mail：bsb_like@163.com；高辉 男，1975年4月出生于安徽寿县，2007年毕业于安徽工程大学获工学硕士学位，现为电子工程学院讲师，研究兴趣主要为信号处理. E-mail：pangtough@163.com
- 基金资助:
- 国家自然科学基金 (No.61201379，No.61179036）; 安徽省自然科学基金 (No.1208085QF103）

Joint Constant-Envelope Waveform and Receiver Design for MIMO Radar in the Presence of Clutter

TANG Bo, ZHANG Yu, LI Ke, GAO Hui

Electronic Engineering Institute, Hefei, Anhui 230037, China

Received:2012-10-11 Revised:2013-10-13 Online:2014-09-25 Published:2014-09-25
- Supported by:
- National Natural Science Foundation of China (No.61201379, No.61179036); Natural Science Foundation of Anhui Province (No.1208085QF103)

摘要/Abstract

摘要：

为提高集中式MIMO雷达在强杂波中的目标检测性能，同时兼顾雷达发射机对于恒定包络波形的需求，以系统输出信杂噪比最大为优化准则，研究了MIMO雷达恒模多波形及接收机权值的联合优化问题.基于循环优化算法将联合优化问题分解为两个子优化步骤，并提出了基于半正定松弛及高斯随机化的恒模波形设计算法.结果表明所提算法能够在迭代过程中不断增加输出信杂噪比直至算法收敛.此外，其相比于能量约束下的最优波形性能损失很小，能够实现自适应杂波抑制并改善目标检测性能.

关键词: MIMO雷达, 恒模波形设计, 接收机设计, 杂波抑制

Abstract:

Aiming to improve the detection performance of colocated multiple-input-multiple-output (MIMO) radar in the presence of strong clutter,we addressed the joint optimization problem of the waveform and receiver based on maximizing signal to clutter plus noise ratio (SCNR).Considering that practical radar systems employ constant envelope signals,we also imposed a constant envelope constraint on the waveform.During the optimizations,we divided the joint design problem into two steps,and proposed an algorithm for the design of the constant envelope waveform based on semi-definite relaxation (SDR) and Gaussian randomizations.Numerical simulations show that the proposed algorithm converges with increasing SCNR.Moreover,compared with the optimal waveform under the energy constraint,the SCNR loss is negligible.Finally,the capability of adaptive clutter suppression and improved detection performance of the proposed algorithm is clearly demonstrated.

Key words: MIMO radar, constant-envelope waveform design, receiver design, clutter suppression

中图分类号:

TN959.1

唐波, 张玉, 李科, 等. 杂波中MIMO雷达恒模波形及接收机联合优化算法研究[J]. 电子学报, 2014, 42(9): 1705-1711.

TANG Bo, ZHANG Yu, LI Ke, et al. Joint Constant-Envelope Waveform and Receiver Design for MIMO Radar in the Presence of Clutter[J]. Acta Electronica Sinica, 2014, 42(9): 1705-1711.

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