联合优化方向图合成与频谱兼容的MIMO雷达波形设计

摘要

多发射-多接收雷达发射方向图合成是当前波形设计和合成问题的热点,其目的在于实现将发射能量聚焦在感兴趣的空域方向上.而在复杂的电磁环境中,还必须兼顾考虑在拥堵频段上的频谱兼容性和灵活性,避免影响邻近频段通信系统传输性能.该文提出算法设计MIMO雷达发射波形向目标空域聚焦能量的同时,避开拥堵频段的频率范围.即针对发射波形在空域、频域两类要求而联合优化.联合优化问题被建模为加权均方误差代价函数,优化问题是非凸非平滑的.在算法的每一步迭代优化中,首先更新当前步骤的匹配系数,再对均方误差代价函数进行放缩,构造替代函数;进而优化替代函数,得到较小代价函数值对应的波形.该文提出的迭代优化算法,具有接近理想的方向图合成性能与频谱塑形性能,且运算量小.仿真和数值结果证明了该方法的有效性.