MIMO雷达恒模波形与接收机联合优化算法在杂波环境中的应用

"该研究探讨了在杂波环境中MIMO雷达的恒模波形与接收机的联合优化算法，旨在提升雷达在强杂波环境下的目标检测能力，同时满足发射机对恒定包络波形的要求。通过采用循环优化算法，将联合优化问题分解为两个子问题，并提出了一种基于半正定松弛和高斯随机化的恒模波形设计方法。该算法能在迭代过程中持续提升系统的输出信杂噪比，直至达到收敛状态。与能量约束下的最优波形相比，该算法的性能损失微小，能有效实现自适应杂波抑制，从而提高目标检测性能。" 本文主要关注的是MIMO（Multiple-Input-Multiple-Output）雷达技术在应对强杂波环境中的挑战。MIMO雷达是一种利用多个天线发射和接收信号的雷达系统，能够实现更高级别的空间处理和目标分辨能力。在实际应用中，为了确保雷达发射机的稳定性和效率，通常需要采用恒定包络波形，即波形的幅度在整个传播过程中保持不变。 在强杂波环境下，目标检测是雷达系统面临的主要难题。为了改善这一状况，作者提出了一个联合优化策略，该策略以最大化信号到杂波加噪声比（Signal-to-Clutter-plus-Noise-Ratio, SCNР）为目标。这个优化问题被分解为两个子任务：一是恒模波形的设计，二是接收机权重的确定。为了实现恒模约束，文章中引入了半正定松弛技术，这是一种数学方法，可以将非凸或非线性的问题转化为可以解决的凸优化问题。同时，高斯随机化则用于进一步优化波形设计，使其在保持恒定包络的同时，增强系统的性能。 文中提出的算法在迭代过程中逐步提升SCNR，直至达到最优状态。相较于仅仅考虑能量约束的最优波形，这种联合优化算法虽然在性能上存在微小损失，但其优势在于能够动态适应杂波环境，有效地抑制杂波干扰，从而显著提高目标检测的精度和可靠性。 这项研究为MIMO雷达在复杂环境中的应用提供了新的优化思路，对于雷达系统的设计和改进具有重要的理论和实践价值。通过恒模波形与接收机的联合优化，不仅提高了雷达的抗杂波能力，也为未来雷达系统在复杂战场或环境中的应用开辟了新的可能性。