赵永波1, 2,,,
徐保庆1,
曹成虎1,
索之玲1
1.西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室 西安 710071
2.西安电子科技大学信息感知技术协同创新中心 西安 710071
基金项目:高等学校学科创新引智计划项目(B18039)
详细信息
作者简介:庞晓娇：女，1993年生，博士生，研究方向为压缩感知、阵列信号处理和MIMO雷达
赵永波：男，1972年生，教授，博士生导师，研究方向为雷达信号处理、自适应信号处理和参数估计
徐保庆：男，1992年生，博士生，研究方向为雷达信号处理、阵列信号处理和MIMO雷达
曹成虎：男，1987年生，博士生，研究方向为雷达检测跟踪和阵列信号处理
索之玲：女，1981年生，博士生，研究方向为雷达检测跟踪一体化
通讯作者:赵永波 ybzhao@xidian.edu.cn
中图分类号:TN958计量
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被引次数:0
出版历程
收稿日期:2018-11-29
修回日期:2019-03-04
网络出版日期:2019-03-27
刊出日期:2019-09-10
An Atomic Norm-Based Transmit Waveform Design Method in MIMO Radar
Xiaojiao PANG1,Yongbo ZHAO1, 2,,,
Baoqing XU1,
Chenghu CAO1,
Zhiling SUO1
1. National Laboratory of Radar Signal Processing, Xidian University, Xi’an 710071, China
2. Information Sensing and Understanding, Xidian University, Xi’an 710071, China
Funds:The Fund for Foreign Scholars in University Research and Teaching Programs (B18039)
摘要
摘要:针对现有多输入多输出(MIMO)雷达发射波形设计方法存在运算量高的问题，该文提出一种基于原子范数的MIMO雷达发射波形设计方法。根据原子范数的信号模型，该算法首先选择一个具有特殊结构的发射滤波器组以及一组正交信号，将MIMO雷达发射波形设计问题转化为原子范数最小化问题，然后采用半正定规划(SDP)对原子范数进行求解，得到(半)正定Toeplitz矩阵，并对其进行范德蒙分解实现发射滤波器组的估计，最后综合发射滤波器组与正交信号获得MIMO雷达的发射波形。理论分析与仿真结果表明，该算法满足等能量发射准则以及小的峰均功率比(PAPR)。同时，该算法相比于现有算法有较低的运算量以及良好的匹配性能。
关键词:多输入多输出雷达/
发射波形设计/
原子范数/
峰均功率比
Abstract:For the fact that exsiting MIMO transmit beampattern design methods suffer from huge computational burden, a novel MIMO transmit beampattern design method based on atomic norm is proposed. According to the signal model of atomic norm, firstly a multi-rank transmit beamformer and a set of orthogonal signals are selected. Then the transmit beampattern matching design problem is formulated into an atomic norm minimization problem. The multi-rank transmit beamformer is achieved by Vandermonde decomposition method of positive semidefinite Toeplitz matrix, which is attained by the solution of the atomic norm minimization problem with Semi-Definite Programming (SDP). Finally, the transmit waveforms can be acquired from the resulting multi-rank transmit beamformer and existing orthogonal waveforms. The theoretical analysis and simulation results verify that the proposed method satisfies the uniform element power constraint and low Peak to Average Power Ratio (PAPR). Simultaneously, compared with current methods, the proposed method has lower computational burden and comparable matching performance.
Key words:MIMO radar/
Transmit waveform design/
Atomic norm/
Peak to Average Power Ratio (PAPR)
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