非高斯色噪声下的雷达波形优化方法

doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2017.02.018

西安电子科技大学学报

非高斯色噪声下的雷达波形优化方法

祝宏1,2;张海1;唐高弟1;李中云1;刘以农2

(1. 中国工程物理研究院电子工程研究所，四川绵阳 621900;
2. 清华大学工程物理系，北京 100084)

收稿日期:2016-03-28 出版日期:2017-04-20 发布日期:2017-05-26
通讯作者: 张海(1968-)，男，研究员，E-mail: e2zhanghai@aliyun.com
作者简介:祝宏(1987-)，男，清华大学博士研究生，E-mail: zhu-h06@163.com
基金资助:
中国工程物理研究院复杂电磁环境科学与技术重点实验室资助项目(2014E-05-1)

Optimal radar waveform design method in colored and non-Gaussian noise

ZHU Hong1,2;ZHANG Hai1;TANG Gaodi1;LI Zhongyun1;LIU Yinong2

(1. Institute of Electronic Engineering, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China;
2. Department of Engineering Physics, Tsinghua Univ., Beijing 100084, China)

Received:2016-03-28 Online:2017-04-20 Published:2017-05-26

摘要/Abstract

摘要：

为了提高非高斯色噪声下的点目标检测性能，研究了相关的雷达优化波形设计问题．设计了非高斯色噪声下的非线性似然比检测器，并推导了相应的输出信噪比表达式，进而将该表达式作为优化波形设计的代价函数，然后借助一维交互迭代搜索算法求解了满足约束条件的优化波形．仿真结果表明，该方法相对传统高斯模型下的波形设计方法具有更佳的检测性能．

关键词: 雷达, 波形设计, 色噪声, 非高斯

Abstract:

This paper considers the design of optimal waveforms for detection of point targets in colored non-Gaussian noise. We present the likelihood ratio processor and derive an expression for its output signal-to-noise ratio (SNR), and then use this as the basis for a cost function in a waveform design optimization which is solved by using a one dimensional alternating maximization algorithm. Finally simulations are performed to verify the effectiveness of the new waveforms.

Key words: radar, waveform design, colored noise, non-Gaussian

祝宏;张海;唐高弟;李中云;刘以农. 非高斯色噪声下的雷达波形优化方法[J]. 西安电子科技大学学报, 2017, 44(2): 101-106.

ZHU Hong;ZHANG Hai;TANG Gaodi;LI Zhongyun;LIU Yinong. Optimal radar waveform design method in colored and non-Gaussian noise[J]. Journal of Xidian University, 2017, 44(2): 101-106.

参考文献

［1］ BERGIN J S, TECHAU P M, DON C, et al. Radar Waveform Optimization for Colored Noise Mitigation ［C］//Proceedings of the IEEE Radar Conference. Piscataway: IEEE, 2005: 149-154.
［2］ YUAN T Z, YANG Z C, QIN Y L. A Two-step Optimal Waveform Design for Detection in Signal-dependent Interference ［C］//Proceedings of the IEEE Workshop on Statistical Signal Processing. Piscataway: IEEE, 2014: 169-172.
［3］吴旭姿, 刘峥, 谢荣. 用于目标检测的宽带雷达自适应波形设计方法［J］. 西安电子科技大学学报, 2016, 43(2): 52-57.
WU Xuzi, LIU Zheng, XIE Rong. Adaptive Waveform Design for Target Detection in Wideband Radar System［J］. Journal of Xidian University, 2016, 43(2): 52-57.
［4］ JIU B, LIU H W, WANG X, et al. Knowledge-based Spatial-temporal Hierarchical MIMO Radar Waveform Design Method for Target Detection in Heterogeneous Clutter Zone ［J］. IEEE Transactions on Signal Processing, 2015, 63(3):543-554.
［5］ LI J, GUERCI J R, XU L. Signal Waveform's Optimal-under-restriction Design for Active Sensing ［J］. IEEE Signal Processing Letters, 2006, 13(9): 565-568.
［6］公绪华, 谭怀英, 袁振涛, 等. 检测性能约束下目标估计的波形优化设计［J］. 现代雷达, 2014, 36(3): 34-39.
GONG Xuhua, TAN Huaiying, YUAN Zhentao, et al. Waveform Optimization for Target Estimation under Detection Constraint ［J］. Modern Radar, 2014, 36(3): 34-39.
［7］ ROMERO R A, BAE J, GOODMAN N. Theory and Application of SNR and Mutual Information Matched Illumination Waveforms ［J］. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2011, 47(2): 912-927.
［8］ KAY S. Optimal Signal Design for Detection of Gaussian Point Targets in Stationary Gaussian Clutter/Reverberation ［J］. IEEE Journal on Selected Topics in Signal Processing, 2007, 1(1): 31-41.
［9］ DENG X, QIU C, CAO Z, et al. Waveform Design for Enhanced Detection of Extended Target in Signal-dependent Interference ［J］. IET Radar, Sonar and Navigation, 2012, 6(1): 30-38.
［10］ SHEEHY J J. Optimum Detection of Signals in NonGaussian Noise ［J］. Journal of the Acoustical Society of America, 1978, 63(1): 81-90.
［11］ FARINA A, RUSSO A, STUDER F A. Coherent Radar Detection in Log-normal Clutter ［J］. IEE Proceedings Part F: Communications, Radar and Signal Processing, 1986, 133(1): 39-54.
［12］ MEZGHANI-MARRAKCHI I, MAHE G, DJAZIRI-LARBI S, et al. Nonlinear Audio Systems Identification through Audio Input Gaussianization ［J］. IEEE Transactions on Audio, Speech and Language Processing, 2014, 22(1):41-53.
［13］魏轶旻, 孟华东, 毛滔, 等. 基于凸优化方法的认知雷达波形设计［J］. 现代雷达, 2012, 34(3): 18-21.
WEI Yimin, MENG Huadong, MAO Tao, et al. Radar Phase-coded Waveform Design for Extended Target Detection by Convex Optimization ［J］. Modern Radar, 2012, 34(3): 18-21.

[1]	王昕,常贵清,池琛琛. 广角SAR各向异性散射目标分离成像[J]. 西安电子科技大学学报, 2021, 48(2): 109-116.
[2]	赫彬,苏洪涛. 一种多目标与多基地雷达之间的博弈策略[J]. 西安电子科技大学学报, 2021, 48(2): 125-132.
[3]	陆金文,闫华,殷红成,张磊,董纯柱. 用于三维散射中心SBR建模的边缘绕射修正[J]. 西安电子科技大学学报, 2021, 48(2): 117-124.
[4]	刘洁怡,公茂果,詹涛,李豪,张明阳. 一种深度神经网络多站雷达系统干扰鉴别方法[J]. 西安电子科技大学学报, 2021, 48(2): 133-138.
[5]	周建宇,位寅生,许荣庆. 一种改进模糊C均值聚类的电离层杂波分类方法[J]. 西安电子科技大学学报, 2021, 48(2): 35-41.
[6]	李海鹏,冯大政,周永伟. 多基地雷达栅栏覆盖的优化布站方法[J]. 西安电子科技大学学报, 2021, 48(2): 147-155.
[7]	陶毅,丁丽. 利用共轭对称性的数字IQ频域校准方法[J]. 西安电子科技大学学报, 2021, 48(2): 181-189.
[8]	杨秋,顾杰,魏平. 利用幅度重排的机载火控雷达工作模式识别方法[J]. 西安电子科技大学学报, 2021, 48(2): 42-48.
[9]	胡利平,闫华,钟卫军,殷红成,王超. 舰船目标三维散射中心建模及SAR快速仿真方法[J]. 西安电子科技大学学报, 2021, 48(2): 72-83.
[10]	徐彬,张永顺,张秦,王富平,郑桂妹. 采用乘性RNN的雷达HRRP目标识别[J]. 西安电子科技大学学报, 2021, 48(2): 49-54.
[11]	段崇棣,韩超垒,杨志伟,张庆君. 一种杂波分类辅助的近海岸模糊杂波抑制方法[J]. 西安电子科技大学学报, 2021, 48(2): 64-71.
[12]	郭泽坤,田隆,韩宁,王鹏辉,刘宏伟,陈渤. 采用CNN-SSD的雷达HRRP小样本目标识别方法[J]. 西安电子科技大学学报, 2021, 48(2): 7-14.
[13]	杨军,周芳. 分布式小卫星MIMO-SAR超高分辨成像方法[J]. 西安电子科技大学学报, 2021, 48(2): 99-108.
[14]	李海,尚金雷,孙婷逸,冯青,庄子波. MC-DTSVMs的双偏振气象雷达降水粒子分类方法[J]. 西安电子科技大学学报, 2020, 47(4): 132-140.
[15]	张彦飞,孙文杰,孙玉梅,孟祥伟,陈祥光. 非高斯杂波中机载多进多出雷达动目标检测[J]. 西安电子科技大学学报, 2020, 47(3): 23-31.

非高斯色噪声下的雷达波形优化方法

Optimal radar waveform design method in colored and non-Gaussian noise

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