MIMO RADAR system is efficacious in forming the desired beampattern by using transmit waveform design methodology. In this work, a distinctive approach is carried out to design null-steered transmit beamforming through discrete polyphase-coded waveforms. These waveforms are optimized and analysed in space domain and also checked for orthogonality in time domain. The cost function is inducted in order to achieve radiation nulls in the direction of the jammer, other radars, undesired target, etc. Besides widely held optimization algorithms, a novel metaheuristic approach namely “Jaya” algorithm is dealt with, implemented and compared in the designing of traditional and polyphase waveforms. Unlike other population-based algorithms, the absence of algorithm-specific parameters makes it computationally effective. The proposed approach applied post optimization process satisfies the design constraint for creating discrete-valued phases. “Jaya” optimization with regard to the polyphase waveform design, in space domain endows the least radiation null notch of dB. The design time metric is also significantly minimized. Further, the effect of phase error on the designed beampatterns are analysed. The proposed method offers a reasonable trade-off between the number of design constraints and beamformer performance even in the erroneous environment. A higher value of M in M-phase-coded waveform guarantees robust beamforming specifically in multiple nulls scenarios. The approaches are validated with mathematical modelling and numerical simulations.

中文翻译：

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一种使用优化算法的新型 MIMO 雷达约束波形设计

MIMO 雷达系统通过使用发射波形设计方法有效地形成所需的波束图。在这项工作中，采用了一种独特的方法来设计通过离散多相编码波形的零点控制发射波束成形。这些波形在空间域中进行了优化和分析，并在时域中检查了正交性。引入成本函数是为了在干扰器、其他雷达、不想要的目标等方向上实现辐射零点。 除了广泛持有的优化算法之外，一种新的元启发式方法，即“Jaya”算法在传统和多相波形的设计。与其他基于群体的算法不同，算法特定参数的缺失使其在计算上有效。所提出的方法应用后优化过程满足创建离散值阶段的设计约束。关于多相波形设计的“Jaya”优化，在空间域中赋予最小的辐射零陷波dB。设计时间指标也显着减少。此外，还分析了相位误差对设计的波束图案的影响。即使在错误的环境中，所提出的方法也能在设计约束的数量和波束成形器性能之间进行合理的权衡。M 相位编码波形中更高的 M 值可确保稳健的波束成形，特别是在多个零点场景中。这些方法通过数学建模和数值模拟得到验证。关于多相波形设计的“Jaya”优化，在空间域中赋予最小的辐射零陷波dB。设计时间指标也显着减少。此外，还分析了相位误差对设计的波束图案的影响。即使在错误的环境中，所提出的方法也能在设计约束的数量和波束成形器性能之间进行合理的权衡。M 相位编码波形中更高的 M 值可确保稳健的波束成形，特别是在多个零点场景中。这些方法通过数学建模和数值模拟得到验证。关于多相波形设计的“Jaya”优化，在空间域中赋予最小的辐射零陷波dB。设计时间指标也显着减少。此外，还分析了相位误差对设计的波束图案的影响。即使在错误的环境中，所提出的方法也能在设计约束的数量和波束成形器性能之间进行合理的权衡。M 相位编码波形中更高的 M 值可确保稳健的波束成形，特别是在多个零点场景中。这些方法通过数学建模和数值模拟得到验证。即使在错误的环境中，所提出的方法也能在设计约束的数量和波束成形器性能之间进行合理的权衡。M 相位编码波形中更高的 M 值可确保稳健的波束成形，特别是在多个零点场景中。这些方法通过数学建模和数值模拟得到验证。即使在错误的环境中，所提出的方法也能在设计约束的数量和波束成形器性能之间进行合理的权衡。M 相位编码波形中更高的 M 值可确保稳健的波束成形，特别是在多个零点场景中。这些方法通过数学建模和数值模拟得到验证。