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现代雷达所处的电磁环境日益复杂多变,这对雷达系统性能及发射波形提出了更高的要求。捷变波形作为能够根据其所处的电磁环境及目标特性实时地改变的信号形式,具备更好的探测性能、低截获性能和抗干扰性能。由于捷变波形的设计自由度远远高于经典波形,其性能也远超经典波形形式。但设计自由度的提高,对捷变波形的设计方法提出了更高的要求。对满足雷达探测需求且具有抗干扰能力的捷变波形优化算法的研究具有重要意义。本文在压制式干扰和欺骗式干扰的干扰模型和干扰机理的基础上重点开展了基于捷变波形的雷达抗干扰技术研究,主要包括:
(1)针对具有低副瓣模糊函数和优良探测性能的捷变波形脉冲串设计问题,提出了一种结合交替方向乘子法( Alternating Direction Method of Multipliers , ADMM )和极大极小算法(Majorization-Minimization,MM)的捷变脉冲串设计方法。本文首先将脉冲串模糊函数设计问题建模为带约束四次型最优化问题,然后根据泰勒展开,给出了位于原函数上界的辅助函数的构造方法。针对辅助函数的优化,本文提出了一种基于交替方向乘子法的求解方法。仿真结果表明,本文提出的算法具有收敛速度快,运算耗时少的特点。
(2)针对压制干扰下的捷变波形脉冲串优化问题,提出了基于交替优化(Alternative Optimization ,AO)策略的抗压制干扰的单脉冲信号及脉冲串波形设计方法。该方法将联合优化问题拆分成两个单变量的二次约束下的二次规划( Quadratically Constrained Quadratic Programming,QCQP)问题,并通过循环交替优化两个子问题的过程直至收敛,得到原问题的最优解。仿真结果表明,本文提出的算法能有效抑制压制干扰,且具有求解速度快,实时性好的特点。
(3)针对欺骗式干扰下的捷变波形脉冲串优化问题,研究了脉间正交波形设计问题。本文通过傅里叶变换将时域目标函数转换成频域形式,并通过引入辅助变量对其做近似处理,将四次优化问题降为二次优化问题进行求解。针对正交脉冲串设计问题,在欺骗干扰信号的时间延迟为一个PRI的假设下,提出了一种基于MM-ADMM算法的正交脉冲串设计方法。仿真结果表明,本文提出算法能够设计满足要求的正交信号,且相比于智能搜索算法在运算速度上大幅提高。
(1)针对具有低副瓣模糊函数和优良探测性能的捷变波形脉冲串设计问题,提出了一种结合交替方向乘子法( Alternating Direction Method of Multipliers , ADMM )和极大极小算法(Majorization-Minimization,MM)的捷变脉冲串设计方法。本文首先将脉冲串模糊函数设计问题建模为带约束四次型最优化问题,然后根据泰勒展开,给出了位于原函数上界的辅助函数的构造方法。针对辅助函数的优化,本文提出了一种基于交替方向乘子法的求解方法。仿真结果表明,本文提出的算法具有收敛速度快,运算耗时少的特点。
(2)针对压制干扰下的捷变波形脉冲串优化问题,提出了基于交替优化(Alternative Optimization ,AO)策略的抗压制干扰的单脉冲信号及脉冲串波形设计方法。该方法将联合优化问题拆分成两个单变量的二次约束下的二次规划( Quadratically Constrained Quadratic Programming,QCQP)问题,并通过循环交替优化两个子问题的过程直至收敛,得到原问题的最优解。仿真结果表明,本文提出的算法能有效抑制压制干扰,且具有求解速度快,实时性好的特点。
(3)针对欺骗式干扰下的捷变波形脉冲串优化问题,研究了脉间正交波形设计问题。本文通过傅里叶变换将时域目标函数转换成频域形式,并通过引入辅助变量对其做近似处理,将四次优化问题降为二次优化问题进行求解。针对正交脉冲串设计问题,在欺骗干扰信号的时间延迟为一个PRI的假设下,提出了一种基于MM-ADMM算法的正交脉冲串设计方法。仿真结果表明,本文提出算法能够设计满足要求的正交信号,且相比于智能搜索算法在运算速度上大幅提高。