一种杂波环境下稳健的认知雷达发射接收联合设计方法

1.一种杂波环境下稳健的认知雷达发射接收联合设计方法，其包括如下步骤：步骤1：建立单基地认知雷达系统模型；步骤1.1：建立慢时间观测向量模型，考虑单基地雷达连续发射N个脉冲，且每个脉冲在其相应脉冲重复间隔内匹配滤波然后采样，取当前距离环下的观测向量描述如下：v＝α T s⊙p(f T )+c+nα T 是与目标相关的复参数，s＝[s(1),s(2),...,s(N)] T 为接收的N个脉冲的码字序列，f T 是目标的归一化多普勒频率， 是频率导向矢量，c和n分别是杂波干扰项和噪声项；“⊙”表示Hadamard积；将杂波干扰向量 建模为若干信号相关杂波块的叠加，L表示每个距离环上的杂波数目，α (k,l) 和f (k,l) 分别为第k个距离环上第l个杂波的幅度和归一化多普勒频率，其中f (k,l) 是一个以 为中心均匀分布的随机变量，有： 其中ε (k,l) 表示f (k,l) 的不确定度， 为f (k,l) 的均值，U(a,b)表示均值为 方差为 的均匀分布，；步骤1.2：信号相关杂波统计特性分析，设杂波c的均值为0，杂波协方差矩阵为 diag(·)表示取向量元素为矩阵对角元素构造对角矩阵，故Σ c (s)决定于干扰频率协方差矩阵 其中 为第k个距离环上第l个杂波的干扰功率，J k ∈C N×N 表示转移矩阵， 可由不确定度ε (k,l) 和均值 求得，E[·]表示求期望；步骤2：构造稳健设计优化问题；步骤2.1：计算输出信噪比，设慢时间观测向量v经过滤波器w滤波，则输出信干噪比SINR＝ρ(s,w)为：其中 w H Σ c (s)w ， 分别计算出了杂波和噪声滤波输出的功率， 为α T 的方差， 表示噪声功率；步骤2.2：计算杂波协方差矩阵不确定度；由于杂波协方差矩阵Σ c (s)依赖于干扰频率协方差矩阵M (k,l) ，且杂波频率信息不准确，故M (k,l) 存在一定的不确定度，可用二次约束表示为 其中||·|| 2 表示2范数； 表示M (k,l) 的估计值，且 δ (k,l) 为控制的不确定度；步骤2.3：优化问题表述；恒模约束下，最大化最坏情况下信干噪比的认知雷达发射接收联合设计问题P 0 描述如：其中|·|表示取模，s i 表示发射序列的第i个码字，N表示发射序列长度，L表示每个距离环上的杂波数，M (k,l) ≥0表示M (k,l) 为半正定矩阵；步骤3：求解稳健设计优化问题s和w；步骤3.1：化简优化问题，对问题P 0 先解其内部优化问题，并基于得到的M opt(k,l) 分别构造最大不确定度下杂波协方差矩阵和信干噪比为 和 则原问题P 0 化简为：步骤3.2：采用序列迭代方法求解优化问题，P 1 是一个NP-hard问题，通过序列迭代逐渐优化信干噪比值，最终得到一个优质解；其特征在于所述步骤3.2的具体方法为已知第n-1次迭代中码字s (n-1) ，可根据最小无失真相应MVDR理论求解 第n次迭代中，已知w (n-1) 为第n-1迭代中的滤波器，可借助于模式搜索的思想，将求解 的高维优化问题转化为N个求解 的一维分式规划问题 以此循环反复，直到满足退出条件。