《複雜環境下多模式數字陣列雷達波形最佳化算法研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由唐波擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：複雜環境下多模式數字陣列雷達波形最佳化算法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：唐波
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
多功能多模式數字陣列雷達在複雜環境中的微弱目標信息獲取方面具有重要的套用前景。進一步提升數字陣列雷達系統檢測及估計性能的關鍵技術之一在於通過波形最佳化設計增加發射波形自由度。本課題從建立貼近工程實際的目標、有源干擾/色噪聲及雜波模型入手，基於適當的系統性能評價準則，針對多輸入多輸出及相控陣兩種數字陣列雷達工作模式，研究有源干擾/色噪聲及雜波背景中在發射波形總功率約束下的最優及穩健波形最佳化算法，分析最佳化波形與目標及其背景之間的關係，闡明不同模式下波形設計方法的區別與聯繫。為了使得波形設計結果更加實用化，本課題進而考慮在發射通道等功率約束、發射波形恆模約束及波形有限相位約束下的波形最佳化算法。本課題的研究工作將為推動雷達新技術的發展提供重要參考價值。
結題摘要
多功能多模式數字陣列雷達在複雜環境中的微弱目標信息獲取方面具有重要的套用前景。進一步提升數字陣列雷達系統檢測及估計性能的關鍵技術之一在於通過波形最佳化設計增加發射波形自由度。 首先, 建立了數字陣列雷達的目標、干擾/色噪聲以及雜波模型，提出了目標參數、雜波/干擾參數的估計方法，為後續的波形設計工作奠定了堅實的基礎；對於工作在相控陣模式下的數字陣列雷達，提出了雜波/干擾/色噪聲等複雜電磁環境下的波形設計方法。考慮到工程實際的需要，課題組提出了相應的快速低峰均比波形設計算法，其計算量遠低於目前已有算法。針對目標和干擾先驗知識不準確時導致波形性能下降的問題，提出了最優穩健波形設計算法，該波形保證了數字陣列雷達系統在不確定區域內的性能；為提高數字陣列雷達在強雜波及有源干擾中的檢測性能，同時兼顧雷達發射機對於恆定包絡波形的需求，以系統輸出信雜噪比最大為最佳化準則，提出了數字陣列雷達恆模多波形及接收機權值的聯合最佳化算法。該算法能夠在疊代過程中不斷增加輸出信雜噪比直至算法收斂。此外，其相比於能量約束下的最優波形性能損失很小，能夠實現自適應雜波抑制並改善目標檢測性能；提出了基於相對熵的雜波背景中數字陣列雷達多波形最佳化算法。針對該情況下多波形設計難度大的問題，課題組設計了一種基於minorization-maximization方法的疊代算法來最佳化數字陣列雷達多波形，並基於Majorization理論巧妙地避開了其中非凸波形約束。該算法能夠保證相對熵能夠隨著疊代次數不斷增加直至算法收斂。此外，考慮到工程實際需求，將該算法進一步推廣至包含低峰均比約束和相似性約束的情形。特別值得一提的是，該算法可以直接推廣至其他體制的多波形雷達系統，例如雙基地MIMO雷達系統和分散式MIMO雷達系統；為了提高機載數字陣列雷達在雜波和有源干擾背景中的檢測性能，以系統輸出信雜噪比最大為最佳化準則，基於空時自適應處理框架，提出了多波形最佳化算法，該算法能夠確保找到全局最優解。針對目標導引矢量存在誤差的實際問題，提出了穩健多波形最佳化算法，該算法不僅能夠確保找到全局最優解，而且保證了所設計波形在目標導引矢量不確定集合內的輸出信乾噪比不低於設計值。 在項目資助下，課題組先後在國內外權威刊物上發表論文32篇，其中SCI檢索11 篇，EI 檢索18 篇；培養研究生4名，在讀研究生5名，獲得軍隊科技進步獎3項。
