MIMO雷达通信一体化：波束图增益最大化波束成形设计

来源：电子与信息学报杂志2025年第3期北京时间：

作者：张若愚, 任红, 陈光毅, 林志, 吴文

单位：1.南京理工大学近程射频感知芯片与微系统教育部重点实验室 南京 2100942.国防科技大学电子对抗学院 合肥 230037

摘要：无线通信设备数量的骤增造成频谱资源日益稀缺，通信用频逐渐向更高频段扩展，从而导致通信与雷达频段出现越来越多的重叠，雷达通信一体化被视为解决频谱拥挤实现高效共生的潜在技术。该文考虑一个多输入多输出(MIMO)雷达通信一体化系统，在实现目标探测的同时进行多用户通信。首先，在满足多用户信干噪比和总功率约束的条件下，最大化目标方向的波束图增益。然后，针对一体化发射波束成形设计问题，提出基于半正定松弛(SDR)和优化最小化(MM)的两种波束成形设计方案，求解得到发射波束成形矢量。最后，仿真结果表明基于MM的方案复杂度更低，并且能够实现与基于SDR的方案几乎相同的波束图增益。此外，随着发射天线数量的增加，基于MM的方案相比于基于SDR的方案复杂度的降低程度变得更为显著。

关键词：雷达通信一体化, 多输入多输出, 波束成形, 波束图增益, 优化最小化

基金资助：国家自然科学基金(62201266, 62201592, 62471477)，江苏省自然科学基金(BK20210335)