前视机载雷达发射方向图的设计方法

摘要

本发明公开了一种前视机载雷达发射方向图设计方法，主要解决现有技术设计的方向图自适应性差，且在杂波区辐射能量强，目标回波信杂比低的问题。其实现步骤是：1.根据机载雷达上一时刻接收的目标和杂波回波信号及前视机载雷达参数构造导向矢量；2.根据导向矢量计算目标的回波及杂波的回波，得出目标信号的平均功率及杂波信号的平均功率计算式；3.利用目标信号的平均功率及杂波信号的平均功率构造信杂比；4.以信杂比最大为代价函数，建立对应的凸优化数学模型，得出发射信号相关矩阵的最优值；5.计算出前视机载雷达的发射方向图。本发明设计的发射方向图可在强杂波区产生低旁瓣，降低强杂波区辐射能量，可用于提高发射端抑制杂波的能力。

主权项

一种前视机载雷达发射方向图设计方法，包括以下步骤：(1)根据所述前视机载雷达从上一时刻接收的目标回波和杂波回波中提取的目标的方位角θ_t、目标的散射系数以及杂波的方位角θ、杂波的散射系数所有需要观测的方位角θ_all以及雷达阵元数N、阵元间距d、发射信号码长L、脉冲数M、工作波长λ、载机俯仰角载机速度v，并用这些参数构造空域扫描矢量目标的发射导向矢量目标的空时二维导向矢量目标多普勒导向矢量杂波的发射导向矢量杂波的空时二维导向矢量以及杂波多普勒导向矢量(2)根据目标的散射系数目标的发射导向矢量和目标的空时二维导向矢量以及待优化发射信号S，构造当前时刻目标的回波其中(3)根据杂波的散射系数杂波的发射导向矢量和杂波的空时二维导向矢量以及待优化发射信号S，构造当前时刻杂波的回波其中(4)在计算得出目标回波Y_t以及杂波回波Y_c之后，首先构造多普勒滤波器空时匹配滤波器组如下：其中W＝[W₁,...,W_M]表示具有M个通道的空时匹配滤波器组，M为发射脉冲数，表示多普勒滤波器组，其中，表示第m个多普勒滤波器的系数；假设目标在第m个空时匹配滤波器，则得出目标信号的平均功率P_t的计算公式以及杂波信号的平均功率P_c的计算公式：(5)根据目标信号的平均功率P_t和杂波信号的平均功率P_c，构造出信杂比公式为：Z＝P_t/P_c，并以最大化信杂比Z为代价函数，建立对应的凸优化数学模型；$\begin{array}{cc}\underset{R}{max}& Z\end{array}$s.t.R的特征值大于或等于零R的各个对角线元素＝C其中，C为机载雷达每个阵元的发射功率上限；表示调节R的值使得Z发达到最大值，即发射信号相关矩阵的最优值R'为求解出的的解；(6)根据所述凸优化数学模型，用matlab中的凸优化工具包cvx计算出发射信号相关矩阵的最优值R'；(7)根据发射信号相关矩阵的最优值R'，计算前视机载雷达的发射方向图