多径环境下用于扩展目标检测的鲁棒 MIMO 雷达波形-滤波器设计
信号处理
2020-09-29 v1
摘要
多径的存在为目标带来了额外的“视角”。本文从波形-滤波器设计的角度，考虑窄带多输入多输出（MIMO）雷达在多径存在下的扩展目标检测问题。目标是在目标与多径反射系数不确定性的最坏情况下，最大化接收端的信干噪比（SINR）。此外，为满足雷达的实际需求，对发射波形施加恒模约束（CMC）。考虑了两类不确定性集合。其一为球形不确定性集合。此情形下，极大极小波形-滤波器设计问题属于非凸凹极小极大问题，基于具有强对偶性的 Lagrange 对偶性，将内部极小化问题转化为极大化问题。随后利用半定松弛（SDR）与随机化方案优化最优波形。因此我们称该优化算法为对偶极大化半定松弛（DMSDR）。此外，我们进一步研究了属于非凸非凹极小极大问题的环形不确定性集合情形。为处理该问题，利用 SDR 将内部极小化问题近似为凸问题，再基于 Lagrange 对偶性将内部极小化问题重构为极大化问题。我们采用交替于两个 SDR 问题之间的序贯优化过程来优化发射波形协方差矩阵与接收滤波器，故称之为对偶极大化双重半定松弛（DMDSDR）。理论上证明了 DMDSDR 的收敛性。最后，数值结果凸显了所提算法及优化波形-滤波器对的有效性与竞争力。
引用
@article{arxiv.2009.13261,
title = {Robust MIMO Radar Waveform-Filter Design for Extended Target Detection in the Presence of Multipath},
author = {Zhou Xu and Chongyi Fan and Jian Wang and Xiaotao Huang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.13261},
year = {2020}
}
备注
13 pages, 8 figures,submitted to IEEE TSP