基于多目标公平感知的通感一体化恒模波形设计

1

作者 石明利 李晓辉 吕思婷 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期31-40,共10页

为了同时实现通感一体化系统的通信和感知功能,针对多目标的公平感知和多用户符号的无错误传输问题,提出一种基于多目标公平感知的通感一体化恒模波形设计方法。该方法在考虑多用户数据符号无错误传输和波形恒模约束的前提下,建立联合... 为了同时实现通感一体化系统的通信和感知功能,针对多目标的公平感知和多用户符号的无错误传输问题,提出一种基于多目标公平感知的通感一体化恒模波形设计方法。该方法在考虑多用户数据符号无错误传输和波形恒模约束的前提下,建立联合波形和信号缩放因子优化的通感一体化波形设计模型。针对波形和信号缩放因子变量耦合的约束条件,利用交替优化算法进行处理。在优化波形子问题中,首先利用优化最小化算法获得原始子问题中目标照射功率和接收回波信噪比的非凸表达式的凸上界,然后利用交替方向乘子法处理发射波形的恒模约束。仿真结果表明,与最大化总目标照射功率和回波接收信噪比的波形设计方法相比,所提方法在仅损失3dB回波信噪比的情况下,能够提升多目标感知公平性,并保证通信数据符号的无错误传输。 展开更多

关键词 通感一体化 恒模波形设计 目标照射功率 接收回波信噪比 交替方向乘子法

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杂波中MIMO雷达恒模波形及接收机联合优化算法研究 被引量：15

2

作者 唐波 张玉 +1 位作者 李科 高辉 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1705-1711,共7页

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... 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. 展开更多

关键词 MIMO雷达 恒模波形设计 接收机设计 杂波抑制

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基于联合优化松弛交替投影的组网雷达恒模波形设计 被引量：5

3

作者 冯翔 陈志坤 +1 位作者 赵宜楠 周志权 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期1745-1751,共7页

针对组网雷达工作频段拥塞、高自相关距离旁瓣及节点雷达间波形互干扰等问题,该文在恒模约束下引入联合优化松弛交替投影算法来设计稀疏频谱波形,使其同时具有低自相关旁瓣或低节点雷达间波形互扰特性。该算法利用功率谱与非周期相关函... 针对组网雷达工作频段拥塞、高自相关距离旁瓣及节点雷达间波形互干扰等问题,该文在恒模约束下引入联合优化松弛交替投影算法来设计稀疏频谱波形,使其同时具有低自相关旁瓣或低节点雷达间波形互扰特性。该算法利用功率谱与非周期相关函数的傅里叶变换关系将原优化问题转化为谱逼近问题,并通过多目标联合优化机制综合考虑各设计要求,引入松弛因子和加速因子扩展交替投影框架来优化收敛投影区,最终凭借快速傅里叶变换及加速交替投影机制实现迭代优化。仿真结果表明,该算法无需求解梯度,运算效率高且能够有效避免局部优化停滞,与当前流行投影算法及循环算法相比更适合工程实现。 展开更多

关键词 组网雷达 稀疏频谱 恒模波形 功率谱逼近 交替投影

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基于迭代凸优化的恒模波形合成方法 被引量：1

4

作者 李秀友 薛永华 +1 位作者 董云龙 关键 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期2171-2176,共6页

针对认知雷达合成的时域恒模波形能量谱误差大的问题,该文提出了一种基于迭代凸优化的恒模波形合成方法。该方法首先将波形合成过程转化成峰均功率比(PAPR)约束下的优化问题,克服了常规波形合成过程中时域和频域独立优化导致的整体收敛... 针对认知雷达合成的时域恒模波形能量谱误差大的问题,该文提出了一种基于迭代凸优化的恒模波形合成方法。该方法首先将波形合成过程转化成峰均功率比(PAPR)约束下的优化问题,克服了常规波形合成过程中时域和频域独立优化导致的整体收敛速度慢,局部最优值能量谱误差大的问题。其次通过最小化加权误差矢量值(WEVM)降低阻带功率水平,提高干扰及强杂波抑制能力。最后通过一系列变换操作将优化问题转化成二阶锥规划(SOCP)问题求解。计算机仿真验证了所提算法的有效性。 展开更多

关键词 认知雷达 恒模波形 凸优化 峰均功率比

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抗间歇采样转发干扰的认知恒模波形设计方法 被引量：6

5

作者 何金阳 程子扬 何子述 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第9期2448-2456,共9页

间歇采样转发干扰(interrupted sampling repeater jamming,ISRJ)是一种相干干扰,对雷达信号的干扰效果表现为欺骗性。针对ISRJ匹配滤波后形成的高栅瓣问题,研究了低集成旁瓣电平(integrated sidelobe level,ISL)的波形设计方法。考虑... 间歇采样转发干扰(interrupted sampling repeater jamming,ISRJ)是一种相干干扰,对雷达信号的干扰效果表现为欺骗性。针对ISRJ匹配滤波后形成的高栅瓣问题,研究了低集成旁瓣电平(integrated sidelobe level,ISL)的波形设计方法。考虑到雷达发射信号的恒模约束,以最小化ISL为目标函数建立优化问题,由于该问题包含非凸四阶目标函数和非凸约束,难以得到闭式解,因此设计了一种加速优化极小化(majorization-minimization,MM)方法进行求解。最后,通过仿真实验和已有算法进行对比,验证了所设计的波形能降低干扰栅瓣,有效对抗ISRJ。 展开更多

关键词 间歇采样 干扰对抗 恒模波形设计 加速优化极小化方法

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色噪声背景下的自适应恒模波形设计

6

作者 张良 程婷 张欣 《电子信息对抗技术》 2017年第2期19-23,共5页

针对色噪声背景下的雷达发射波形设计问题,提出了一种基于驻定相位原理的恒模波形设计方法。在已知色噪声功率谱密度先验信息的条件下,以最大化输出信噪比为准则,推导出了最优发射波形的能量谱与色噪声功率谱密度的关系;并由最优波形的... 针对色噪声背景下的雷达发射波形设计问题,提出了一种基于驻定相位原理的恒模波形设计方法。在已知色噪声功率谱密度先验信息的条件下,以最大化输出信噪比为准则,推导出了最优发射波形的能量谱与色噪声功率谱密度的关系;并由最优波形的能量谱,应用基于驻定相位原理的波形设计方法,实现了色噪声背景下的自适应恒模波形设计。与已有算法相比,文章算法所设计的波形,具有良好的恒模特性,可以更好地匹配最优波形能量谱,同时可以获得更高的输出信噪比,仿真结果验证了所提算法的有效性。 展开更多

关键词 认知雷达 恒模波形设计 驻定相位原理 输出信噪比

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空频域联合优化下恒模精确干扰波形设计仿真

7

作者 王静 张可迪 +1 位作者 张剑云 李志汇 《计算机仿真》 2025年第2期11-15,共5页

准确调控干扰功率空频域分布的精确干扰技术是当前新型电子战的热点研究方向之一。为解决非恒模干扰波形在应用中出现的发射功率超出功率放大器的输出上限及功率利用率不足的问题,基于序列锥规划算法思想提出了恒模精确干扰波形设计方... 准确调控干扰功率空频域分布的精确干扰技术是当前新型电子战的热点研究方向之一。为解决非恒模干扰波形在应用中出现的发射功率超出功率放大器的输出上限及功率利用率不足的问题,基于序列锥规划算法思想提出了恒模精确干扰波形设计方法。仿真结果表明,上述方法能够抑制超稀疏阵列产生的栅瓣效应,相较于已有联合优化算法,所提方法设计的干扰波形在能准确调控干扰功率空频域分布的同时满足波形恒模约束。 展开更多

关键词 精确干扰 序列锥规划 联合优化 波形恒模约束

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Phased-MIMO雷达恒模正交波形优化设计 被引量：2

8

作者 陈志坤 冯翔 +2 位作者 李风从 乔晓林 赵宜楠 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期1288-1294,共7页

由于受到发射机功率和波形能量的限制,现代雷达系统一般选择恒模波形来实现发射功率的最大化利用。针对Phased-MIMO雷达子阵单元之间的恒模正交波形优化设计问题,基于矩阵谱逼近的思想,本文提出了一种新的波形设计框架。首先假设输出信... 由于受到发射机功率和波形能量的限制,现代雷达系统一般选择恒模波形来实现发射功率的最大化利用。针对Phased-MIMO雷达子阵单元之间的恒模正交波形优化设计问题,基于矩阵谱逼近的思想,本文提出了一种新的波形设计框架。首先假设输出信干比的需求得到划分的子阵数目,根据最大信噪比准则对子阵单元进行波束形成,提高了雷达系统的抗干扰性能,其次采用迭代矩阵谱逼近算法(iterative matrix spectral approximation algorithm,IMSAA)对子阵单元之间的正交波形进行优化设计,相对于multi-CAN算法,该算法能够获得更好的相关性能,而且运算效率较高,最终实现了恒模波形的优化设计。仿真结果证明了算法的有效性。 展开更多

关键词 Phased-MIMO雷达 波形设计 正交波形 恒模波形

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基于期望方向图匹配的MIMO雷达恒模发射波形设计算法研究 被引量：1

9

作者 黄中瑞 唐波 史英春 《信息对抗技术》 2022年第3期86-94,共9页

为提升MIMO雷达发射功率利用率,改善对目标的探测性能,研究了期望方向图匹配下的发射波形设计方法。建立了发射波形恒模约束下的方向图匹配加权优化模型;基于循环优化和majorization-minimization(MM)算法对原始非凸优化问题进行求解,... 为提升MIMO雷达发射功率利用率,改善对目标的探测性能,研究了期望方向图匹配下的发射波形设计方法。建立了发射波形恒模约束下的方向图匹配加权优化模型;基于循环优化和majorization-minimization(MM)算法对原始非凸优化问题进行求解,通过构造合适的上界函数,可将原始问题松弛为等式约束下的序列线性规划问题,并能保证算法的收敛性;由于每一次迭代都能给出子问题的闭式解,因而所提方法的计算复杂度较低;仿真实验表明了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 MIMO雷达 恒模波形设计 发射方向图 MM算法

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恒模发射波形和非匹配滤波器的联合设计

10

作者 汪涛 陈梓浩 +3 位作者 程志伟 邓晓波 梁军利 白建超 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1349-1355,共7页

为改善接收端的探测效果,提出一种恒模发射波形和非匹配滤波器的联合设计方法,应用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)对所构造的数学优化模型进行了求解。通过引入多个辅助变量解除非凸优化问题和复杂... 为改善接收端的探测效果,提出一种恒模发射波形和非匹配滤波器的联合设计方法,应用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)对所构造的数学优化模型进行了求解。通过引入多个辅助变量解除非凸优化问题和复杂约束的耦合关系,结合分式优化技术并构造分段阶跃函数,对子问题加以处理得出最优解。此外,还将此类联合优化设计扩展用于已知雷达发射波形基础上的接收端非匹配滤波器设计。仿真实验表明,所提出的联合设计方法可有效降低脉压输出的旁瓣。 展开更多

关键词 雷达目标探测 非匹配滤波器设计 恒模波形设计 交替方向乘子法 旁瓣抑制

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模糊函数约束下的高多普勒容忍性波形设计方法 被引量：5

11

作者 李秀友 关键 +1 位作者 薛永华 黄勇 《信号处理》 CSCD 北大核心 2015年第12期1612-1618,共7页

本文研究了模糊函数约束下的波形设计方法,针对所设计波形多普勒容忍性差的问题,构造了满足多普勒容忍性和低旁瓣的期望模糊函数,并利用对角加载技术使得相关矩阵保持正定性,将设计波形模糊函数与期望模糊函数的二维差异作为代价函数,... 本文研究了模糊函数约束下的波形设计方法,针对所设计波形多普勒容忍性差的问题,构造了满足多普勒容忍性和低旁瓣的期望模糊函数,并利用对角加载技术使得相关矩阵保持正定性,将设计波形模糊函数与期望模糊函数的二维差异作为代价函数,使得波形设计问题转化为优化问题,通过循环算法求取恒模优化波形。仿真结果表明,基于本文算法设计的波形在零多普勒旁瓣损失较小的前提下,具有较好的多普勒容忍性和较低的二维旁瓣功率水平,并具有较快的收敛速度。 展开更多

关键词 模糊函数 多普勒容忍性 低旁瓣 恒模波形

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一种高多普勒容限的抗间歇采样转发干扰波形设计算法

12

作者 李绽蕾 何金阳 +1 位作者 程子扬 何子述 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2024年第2期123-130,共8页

间歇采样转发干扰(ISRJ)是一种能有效欺骗相干雷达的有源干扰,尤其针对线性调频雷达,回波信号经过脉冲压缩能够产生一系列的虚假目标。为对抗这类干扰,同时考虑到动目标场景下对波形的高多普勒容限要求,文中首先提出了一种基于模糊函数... 间歇采样转发干扰(ISRJ)是一种能有效欺骗相干雷达的有源干扰,尤其针对线性调频雷达,回波信号经过脉冲压缩能够产生一系列的虚假目标。为对抗这类干扰,同时考虑到动目标场景下对波形的高多普勒容限要求,文中首先提出了一种基于模糊函数理论的波形设计方法。然后,在提前认知干扰信号的基础上,以理想化设计波形的相关函数为目标建立了优化模型,并考虑了波形的恒模约束。由于所形成的问题是个非凸问题,因此提出了一种交替循环算法迭代求解该问题。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性,所设计波形具有较高的多普勒容限,同时能够有效对抗ISRJ干扰,当干扰认知存在一定偏差时文中方法具有稳健性。 展开更多

关键词 模糊函数 多普勒容限 间歇采样转发干扰 恒模波形设计 循环算法

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基于相位域乘子法的MIMO雷达抗干扰波形设计快速优化方法 被引量：2

13

作者 王鑫海 张宁 +1 位作者 陈伟 王志刚 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2021年第10期27-32,共6页

研究了在相似性约束下的多输入多输出(MIMO)雷达恒模波形设计问题。在存在信号依赖性干扰和高斯白噪声条件下,以最大化信干噪比为目标函数,以恒模和相似性为约束构建了数学优化模型,并采用迭代方式对发射波形和接收滤波器进行更新。在... 研究了在相似性约束下的多输入多输出(MIMO)雷达恒模波形设计问题。在存在信号依赖性干扰和高斯白噪声条件下,以最大化信干噪比为目标函数,以恒模和相似性为约束构建了数学优化模型,并采用迭代方式对发射波形和接收滤波器进行更新。在对波形序列优化过程中,由于恒模约束是非凸的,该数学优化模型为一非凸数学优化问题,计算难度较大。文中提出了相位域乘子法对MIMO雷达恒模波形优化问题进行快速求解。该算法将对恒模波形序列的直接优化问题转化为对波形相位序列的优化问题,降低计算复杂度。通过数值仿真手段将该算法与现有方法进行比较,结果证明了该算法能够有效获得具有低自相关积分旁瓣水平的波形,且具有较低的计算复杂度。 展开更多

关键词 波形设计 恒模波形 集中式MIMO雷达

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一种相位域低积分旁瓣雷达波形优化方法 被引量：2

14

作者 王鑫海 王超宇 +1 位作者 张宁 陈伟 《雷达学报（中英文）》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期255-263,共9页

雷达波形优化作为雷达领域中最重要的课题之一,受到广泛关注。雷达探测波形不仅要有恒定的幅度,还要有低的自相关副瓣。由于恒模约束是非凸的,所以针对低自相关旁瓣恒模波形优化问题复杂度很高。已有算法通常将包含波形幅度和相位信息... 雷达波形优化作为雷达领域中最重要的课题之一,受到广泛关注。雷达探测波形不仅要有恒定的幅度,还要有低的自相关副瓣。由于恒模约束是非凸的,所以针对低自相关旁瓣恒模波形优化问题复杂度很高。已有算法通常将包含波形幅度和相位信息的多维向量空间作为优化问题的可行解集合,计算过程需要恒模约束条件参与,导致寻优难度和计算量较大。该文提出了一种相位域低积分旁瓣恒模雷达波形优化方法,将对恒模波形寻优的可行解空间压缩至波形相位域的向量集合,对恒模波形向量中各元素相位与其他元素之间的关系进行深入分析并进行解析表示,进而基于坐标下降法的迭代优化思想对波形向量各元素依次更新。通过压缩可行集规模和采用闭式解更新变量的方法,获得了自相关积分旁瓣性能更优的波形序列,并有效降低了计算复杂度,提升了优化效率。最后该文通过数值仿真的方法验证所提方法的有效性。 展开更多

关键词 波形设计 低自相关积分旁瓣 恒模波形

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基于主优化算法的雷达波形设计 被引量：1

15

作者 宋阳春 唐旭艳 +1 位作者 冯翔 赵宜楠 《雷达科学与技术》 北大核心 2017年第2期159-165,共7页

为满足雷达复杂工作场景任务需求,提出一种基于主优化(MM)算法的低相关旁瓣、稀疏频谱波形设计方法;该方法首先建立最小化积分旁瓣电平准则下的恒模发射信号模型,并考虑工作频段拥塞情况下波形稀疏频谱特性,进而建立低相关旁瓣和稀疏频... 为满足雷达复杂工作场景任务需求,提出一种基于主优化(MM)算法的低相关旁瓣、稀疏频谱波形设计方法;该方法首先建立最小化积分旁瓣电平准则下的恒模发射信号模型,并考虑工作频段拥塞情况下波形稀疏频谱特性,进而建立低相关旁瓣和稀疏频谱任务需求下的主优化(MM)目标函数表达式,最后利用主优化(MM)思想构造最小化积分旁瓣电平或稀疏频谱的算法框架。仿真结果表明,该算法能够有效降低积分旁瓣电平,并能够在干扰频段形成频带陷波,且在码长较长时仍具有较佳效果。 展开更多

关键词 稀疏频谱 恒模波形 低相关旁瓣 主优化(MM)算法

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一种空频域联合优化的精确干扰波形设计方法 被引量：1

16

作者 王静 张可迪 +3 位作者 张剑云 周青松 吴明霖 李志汇 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期93-104,共12页

精确干扰技术是当前新型电子战的热点研究方向之一。为解决准确调节干扰功率空频域分布特性的问题,提出了基于交替乘子法的精确干扰波形设计方法。首先给出了空频域特性联合优化目标下设计恒模精确干扰波形优化问题的数学模型,通过进一... 精确干扰技术是当前新型电子战的热点研究方向之一。为解决准确调节干扰功率空频域分布特性的问题,提出了基于交替乘子法的精确干扰波形设计方法。首先给出了空频域特性联合优化目标下设计恒模精确干扰波形优化问题的数学模型,通过进一步引入变量,将原始目标函数中包含的非凸四次项转化为二次项,从而使优化问题可以通过交替乘子法求解。经理论推导得到交替乘子法每次迭代时的最优闭式解,进而降低了算法的计算复杂度。仿真实验表明,相较已有只优化空域干扰功率分布的精确干扰波形设计方法而言,该算法设计出的精确干扰波形在预设干扰区域内的合成信号具有更好的功率谱分布特性,这更符合实际干扰任务的需求;同时,相较于已有的空频域联合优化算法,提出的算法考虑了波形恒模约束,这更符合工程实现的需要且提出算法的计算复杂度更低,并可以通过并行计算进一步降低运算时间。 展开更多

关键词 精确干扰 干扰波形设计 联合优化 交替乘子法 波形恒模约束

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