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申请/专利权人：西安电子科技大学

摘要：本发明公开一种约束建设性干扰的雷达通信一体化波形设计方法，主要用于解决波形设计自由度受限、距离旁瓣高以及目标检测概率低的问题。其实现步骤为：对发射波形的峰均值功率比进行约束；构建约束建设性干扰；构建波形设计模型；通过求解波形设计模型生成雷达通信一体化系统的发射波形。本发明设计的雷达通信一体化波形能提高对相邻距离单元内杂波的抑制能力，降低通信用户的误码率，满足对通信服务质量的要求，并且具有更高的目标检测概率。

主权项：1.一种雷达通信一体化系统发射波形设计方法，其特征在于，约束发射波形的峰均值功率比并构建约束建设性干扰，最小化方向图匹配误差和距离积分旁瓣的加权和；该波形设计方法的步骤包括如下：步骤1.约束发射波形的峰均值功率比在给定的范围内：在[1～NtL]范围内，根据发射阵列能量利用效率的要求，设定的发射波形峰均值功率比门限ηPAPR，发射阵列中阵元的总数为Nt，发射波形的编码总数为L，约束发射波形的峰均值功率比在峰均值功率比门限ηPAPR以下；步骤2.构建约束建设性干扰如下：|ImΨΥx|≤ReΨΥx-Γtanφ其中，Im·表示取虚部操作，|·|表示取绝对值操作，Ψ表示大小为KL×KL的复数矩阵，K表示雷达通信一体化系统中通信用户总数，矩阵Ψ的对角线元素依次为Ψ1,Ψ2,...,ΨK，第k个矩阵Ψk表示大小为L×L的复数矩阵，e·表示以自然常数e为底的指数操作，i表示复数单位符号，k表示通信用户的序号，k＝{1,2,...,K}，表示由矢量构成对角矩阵，表示雷达通信一体化系统中第k个通信用户希望在发射波形编码序号为l时收到信号sk,l的相位，l＝{1,2,...,L}；Re·表示取实部操作，矩阵Υ的每行依次为Υ1,Υ2...,ΥK，其中第k个矩阵Υk表示大小为L×NtL的复数矩阵，IL表示大小为L×L的单位矩阵，hk表示第k个通信用户的信道矢量，·T表示转置操作，表示克罗内克积，x表示将雷达通信一体化系统的发射波形X矢量化后得到的发射波形矢量，x＝vecX，vec·表示矢量化操作，Γ表示大小为KL×1的实数矢量，表示大小为K×1的实数矢量，矢量中第k个元素Γk表示sk,l的幅度，1L表示长度为L的实数矢量，其中元素全为1，tan·表示正切操作，表示中心角，π表示圆周率，MPSK表示相移键控的调制阶数；步骤3.构建复数波形设计模型如下： 其中，表示对实数缩放系数α和复数矢量x取最小化操作，J表示对发射波形在[-90°～90°]空间范围内期望方向图采样点的总数，j表示发射波形在期望方向图上采样点的序号，α表示实数缩放系数，·H表示共轭转置操作，dθj表示发射波形期望方向图上第j个采样点角度θj对应的幅度，Rθj表示对应发射波形期望方向图上第j个采样点角度θj大小为Nt×L的复数矩阵，aTθj表示对应发射波形期望方向图上第j个采样点角度θj的导向矢量，ρISL表示由雷达通信一体化系统工作环境确定的权重参数，Ap表示大小为NtL×Nt的复数矩阵，ap表示长度为L的导频矢量；步骤4.生成雷达通信一体化系统的发射波形：步骤4.1，分解复数波形设计模型的目标函数如下： 其中，z表示由α和x构成大小为NtL+1×1的复数矢量，r表示大小为NtL+1×1的复数矢量，表示对应发射波形期望方向图上第j个采样点角度θj大小为NtL+1×NtL+1的复数矩阵，其对角线上元素依次为dθj和-Rθj，表示由0和矩阵Ap组成对角线的矩阵；步骤4.2，分解复数波形设计模型的约束条件如下： 其中，Λ表示由0和NtL个1组成对角线的矩阵，Φ表示由发射波形和通信用户信道矢量所组成的复数矩阵，其对角线上的元素分别为0和ΨΥ；步骤4.3，将复数波形设计模型转化为实数形式的波形设计模型如下： 其中，zr表示对应z的实数矢量，zr的列由z的实部和虚部组成，rr表示对应r的实数矢量，rr的列由r的实部和虚部组成，Π1和Π2均表示大小为2KL+2×2NtL+2的两个实数矩阵，Π1的行由ReΦ和-ImΦ组成，Π2的行由ImΦ和ReΦ组成，表示对应的实数矩阵，的对角线为的反对角线由和组成，表示对应的实数矩阵，的对角线为的反对角线由和组成，Er,n+1表示对应En+1的实数矩阵，Er,n+1的对角线为ReEn+1，Er,n+1的反对角线由-ImEn+1和ImEn+1组成，Λr表示对应Λ的实数矩阵，Λr的对角线为ReΛ，Λr的反对角线由-ImΛ和ImΛ组成；步骤4.4，利用交替方向乘子法，求解实数形式的波形设计模型，获得最小化方向图匹配误差与距离积分旁瓣的发射波形矢量；步骤4.5，生成雷达通信一体化系统的发射波形如下：X＝unvecx其中，unvec·表示矢量化操作vec·的逆操作。

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