基于序列线性规划的雷达低峰均比估计波形设计

郝天铎, 崔 琛, 龚 阳, 孙从易

(1. 国防科技大学电子对抗学院, 安徽 合肥 230037; 2. 中国人民解放军96630部队, 北京 102206)

0 引 言

波形设计是雷达的关键技术之一。在进行面向参数估计的波形设计时,现有大部分方法均在频域[1-3]进行研究,很难直接对波形包络加以约束,从而无法兼顾放大器的非线性特性导致发射波形失真,无法发挥雷达发射机的最大效能,所以实际系统中还必须考虑波形的低峰均比(peak-to-average power ratio, PAR)或者恒模约束[4]。然而,恒模波形虽然是一种理想的发射波形,但其自由度较低,与恒模波形相比,能够同时兼顾估计性能和雷达功率放大器的非线性特性[5-6]。因此,基于时域的低PAR估计波形更加符合实际工程需求。

现阶段,只有少量文献对该问题进行了研究[4-6]。文献[4]基于最小均方误差(minimum mean square error,MMSE)准则[7],在PAR约束下对信道参数进行了估计,但其并未考虑信号相关杂波的影响。文献[8]在信号模型中加入了信号相关杂波,基于最小克拉美罗界(Cramer-Rao bound,CRB)准则对目标散射系数进行估计,但其假定发射波形和杂波协方差矩阵的卷积项是固定不变的,而实际中由于发射波形是不断迭代更新的,所以卷积项也是不断变化的。文献[9]基于最大互信息(mutual information,MI)准则[9],在频域模型加入信号相关杂波,采用时频域转换的方法,将频域所得能量约束下的最优波形转化到时域进行PAR波形设计,由于频域波形不含相位信息,从频域变换到时域后会带来估计性能的下降。在信号相关杂波背景下,以上文献均无法直接在时域合成低PAR估计波形,这主要是由于所求优化问题是一个较为复杂的非凸问题,很难将其转化为凸问题进行求解。……