(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210896470.5 (22)申请日 2022.07.28 (71)申请人 西安电子科技大 学 地址 710071 陕西省西安市太白南路2号 (72)发明人 赵永波　张廷潇　牛犇　刘东贺　 (74)专利代理 机构 陕西电子 工业专利中心 61205 专利代理师 田文英　王品华 (51)Int.Cl. G01S 7/282(2006.01) G01S 7/35(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/08(2020.01) (54)发明名称 约束建设性干扰的雷达通信一体化波形设 计方法 (57)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。 权利要求书3页 说明书8页 附图4页 CN 115267690 A 2022.11.01 CN 115267690 A 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： |Im(ΨΥx)|≤(Re(ΨΥx) ‑Γ)tan(φ) 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＝vec(X)， 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， d( θj)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， R( θj)表示对应发射波形期望方向图上第j个采样点角度θj大权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115267690 A 2小为Nt×L的复数矩阵， aT( θj)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d( θj)和‑R( θj)， 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Re(Φ)和 ‑Im(Φ)组成， Π2的行由Im(Φ)和Re(Φ)组成， 表示对应 的实数矩阵， 的对角线为 的反对角线由 和权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115267690 A 3