广义分式优化理论及其在雷达信号处理中的应用

本书系统阐述并分析了现有的分式优化理论，在此基础上发展了广义分式优化理论，解决了包含复杂分式约束、复杂分式目标函数的优化难题，并将其应用于雷达信号处理问题中。全书共?9?章，主要包括广义分式优化理论、自适应波束形成、雷达通信一体化波形设计、多基站（协同）波形及接收机联合设计、多普勒容忍以及增强目标模式可分性的波形设计等雷达信号处理应用。在对应的问题研究中，本书侧重数学层面的推导，从基础出发，注重方法的研究和创新，并结合工程需求，以实际问题驱动研究，知识结构完整，列举了大量的工程实例。

目录
前言
第1章 广义分式优化理论 1
1.1 分式优化的应用及研究现状 1
1.2 当前分式优化面临的挑战 4
1.3 广义分式优化理论与算法框架 6
1.3.1 广义分式优化理论 6
1.3.2 基于上述广义分式优化理论与算法框架求解优化问题式（1.6）+式（1.8） 11
1.3.3 基于上述广义分式优化理论与算法框架求解优化问题式（1.7）+式（1.8） 12
参考文献 13
第2章 用于常模波形估计和干扰抑制的两阶段波束形成方法 18
2.1 背景知识 18
2.2 问题形成 20
2.3 问题求解 23
2.3.1 求解式（2.14） 24
2.3.2 求解式（2.16） 28
2.4 扩展至导向矢量不精确场景 30
2.5 仿真结果 35
2.5.1 算法WEIS的特性 35
2.5.2 算法WEIS-R的特性 41
2.6 本章小结 45
参考文献 45
第3章 基于通信总速率及克拉默—拉奥下界的MIMO-DFRC系统波形设计 50
3.1 背景知识 50
3.2 问题描述 51
3.3 算法发展 53
3.3.1 式（3.9）对应问题求解 53
3.3.2 式（3.10）对应问题求解 62
3.4 仿真实验 65
3.5 本章小结 72
附录 关于CRLB的推导 72
参考文献 73
第4章 基于符号距离/方向判别的MIMO-DFRC系统波形设计 78
4.1 背景知识 78
4.2 问题描述 80
4.2.1 系统描述 80
4.2.2 模型建立 80
4.3 距离判别算法推导 84
4.4 方向判别算法推导 88
4.5 仿真实验 91
4.6 本章小结 96
参考文献 96
第5章 发射装置非完善条件下的雷达通信一体化波形设计 99
5.1 背景知识 99
5.2 问题描述 101
5.2.1 无需模板的发射波束 101
5.2.2 无需模板的空间谱 101
5.2.3 MUI能量 102
5.2.4 硬件缺陷模型 102
5.2.5 问题形成 104
5.3 算法1 107
5.4 算法2 112
5.5 仿真结果 117
5.5.1 测试两种算法的收敛性 118
5.5.2 算法 1 的波束图及误码率 121
5.5.3 算法 1 对波形失真的鲁棒性测试 123
5.5.4 算法 2 的波束图、误码率和空间频谱 125
5.6 本章小结 128
参考文献 129
第6章 具有低旁瓣特性的雷达通信一体化波形设计 131
6.1 背景知识 131
6.2 问题描述 132
6.2.1 给定MUI并最小化 PSLR 134
6.2.2 给定PSLR并最小化 MUI 与主瓣能量比 135
6.3 算法推导 136
6.3.1 GMBI-PPSLR算法推导 136
6.3.2 GMBI-PMUI算法推导 141
6.4 仿真及分析 146
6.4.1 GMBI-PPSLR 与 GMBI-PMUI 算法分析 146
6.4.2 空间合成信号鲁棒性分析 150
6.4.3 与现有算法对比 151
6.5 本章小结 153
参考文献 153
第7章 具有高多普勒容忍性的波形设计 156
7.1 背景知识 156
7.2 问题描述 158
7.3 算法推导 159
7.4 仿真结果 165
7.4.1 算法性能分析与对比 166
7.4.2 采样率-带宽比与多普勒容忍性的关系 168
7.4.3 多目标脉冲压缩实验 170
7.5 本章小结 171
参考文献 171
第8章 用于协同感知的多波形及非匹配滤波器组设计 173
8.1 背景知识 173
8.2 问题描述 173
8.3 算法推导 175
8.4 仿真实验 188
8.5 本章小结 196
参考文献 196
第9章 雷达目标模式可分性驱动的波形设计 197
9.1 背景知识 197
9.2 问题描述 198
9.2.1 可分性准则回顾 198
9.2.2 问题形成 200
9.3 算法发展 202
9.3.1 算法 1 203
9.3.2 算法 2 209
9.4 仿真结果 213
9.4.1 仿真数据 213
9.4.2 电磁仿真数据 217
9.4.3 MSTAR CSV 数据库 219
9.5 本章小结 221
参考文献 221
彩图