[發(fā)明專利]無源協(xié)同下基于射頻隱身的雷達(dá)組網(wǎng)資源控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710048580.5
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN107064882B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 時晨光;汪飛;李海林;周建江
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01S7/282
• 分類號: G01S7/282;G01S13/66
• 代理公司: 32249 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 楊曉玲

1.一種無源協(xié)同下基于射頻隱身的雷達(dá)組網(wǎng)資源控制方法，其特征在于包含以下步驟：

步驟1：設(shè)定表征目標(biāo)跟蹤精度門限的期望協(xié)方差矩陣P_d和目標(biāo)檢測信噪比門限SNR_min；

步驟2：根據(jù)設(shè)定的期望協(xié)方差矩陣P_d和目標(biāo)檢測信噪比門限SNR_min，建立無源協(xié)同下基于射頻隱身的雷達(dá)組網(wǎng)資源控制數(shù)學(xué)模型：

式中，p_I(k)為k時刻雷達(dá)組網(wǎng)系統(tǒng)的截獲概率，△T(k+1)為k時刻的預(yù)測采樣間隔；SNR(k)為k時刻的目標(biāo)檢測信噪比，為k時刻的預(yù)測目標(biāo)協(xié)方差矩陣，和分別為k時刻雷達(dá)發(fā)射機(jī)輻射功率P_t(k)的上、下限，T_d(k)為k時刻的雷達(dá)發(fā)射機(jī)駐留時間，T_r為雷達(dá)脈沖重復(fù)間隔，為雷達(dá)發(fā)射機(jī)駐留時間上限；

步驟3：計(jì)算k時刻的預(yù)測目標(biāo)協(xié)方差矩陣

步驟4：根據(jù)期望協(xié)方差矩陣P_d與k時刻的預(yù)測目標(biāo)協(xié)方差矩陣之差，判斷預(yù)測目標(biāo)跟蹤精度是否滿足要求；

步驟5：若滿足要求，下一時刻組網(wǎng)系統(tǒng)中雷達(dá)發(fā)射機(jī)關(guān)機(jī)，采用TDOA無源傳感器協(xié)同對目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，獲取并預(yù)測目標(biāo)狀態(tài)信息；否則，下一時刻組網(wǎng)系統(tǒng)中雷達(dá)發(fā)射機(jī)開機(jī)，對目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，獲取并預(yù)測目標(biāo)狀態(tài)信息，然后確定下一時刻雷達(dá)發(fā)射機(jī)的駐留時間和輻射功率；

步驟6：返回步驟3，直到跟蹤過程結(jié)束。

2.如權(quán)利要求1所述的雷達(dá)組網(wǎng)資源控制方法，其特征在于：

采用交互式多模型擴(kuò)展卡爾曼濾波方法對目標(biāo)進(jìn)行跟蹤濾波，得到k時刻的預(yù)測目標(biāo)協(xié)方差矩陣

3.如權(quán)利要求2所述的雷達(dá)組網(wǎng)資源控制方法，其特征在于：步驟3所述的k時刻的預(yù)測協(xié)方差矩陣為：

式中，Pⁱ(k+1|k)為模型i的預(yù)測狀態(tài)協(xié)方差矩陣，為k時刻模型i的目標(biāo)狀態(tài)預(yù)測，為k時刻的預(yù)測目標(biāo)狀態(tài)，上標(biāo)T表示矩陣轉(zhuǎn)置；

其中，k時刻的預(yù)測目標(biāo)狀態(tài)為：

式中，uⁱ(k+1|k)為相應(yīng)的預(yù)測模型概率。

4.如權(quán)利要求1所述的雷達(dá)組網(wǎng)資源控制方法，其特征在于：步驟4中所述的預(yù)測目標(biāo)跟蹤精度需滿足的要求是指期望協(xié)方差矩陣P_d與預(yù)測目標(biāo)協(xié)方差矩陣之差為半正定矩陣，即：

5.如權(quán)利要求1所述的雷達(dá)組網(wǎng)資源控制方法，其特征在于：步驟5中所述的預(yù)測目標(biāo)狀態(tài)信息包含目標(biāo)位置和速度。

6.如權(quán)利要求5所述的雷達(dá)組網(wǎng)資源控制方法，其特征在于：步驟5中所述的下一時刻雷達(dá)發(fā)射機(jī)的駐留時間T_d為：

式中，p_I為雷達(dá)發(fā)射機(jī)的截獲概率，p_I(T_τ)表示雷達(dá)脈沖重復(fù)間隔T_r對應(yīng)的截獲概率，表示雷達(dá)發(fā)射機(jī)駐留時間上限對應(yīng)的截獲概率；

其中，目標(biāo)跟蹤狀態(tài)下，雷達(dá)發(fā)射機(jī)的截獲概率p_I為：

式中，T_I為截獲接收機(jī)的掃描時間，p'_fa為截獲接收機(jī)的虛警概率，P_t為雷達(dá)發(fā)射機(jī)的輻射功率，G_t為達(dá)發(fā)射機(jī)的發(fā)射天線增益，G_i為截獲接收機(jī)在雷達(dá)發(fā)射機(jī)方向上的接收天線增益，λ為雷達(dá)發(fā)射機(jī)的波長，G_IP為截獲接收機(jī)處理器凈增益，R_t為雷達(dá)發(fā)射機(jī)與目標(biāo)之間的距離，k₀為玻爾茲曼常數(shù)，T_o為截獲接收機(jī)的噪聲溫度，B_I為截獲接收機(jī)系統(tǒng)帶寬，F(xiàn)_I為截獲接收機(jī)噪聲系數(shù)；

其中，erfc(·)是誤差補(bǔ)函數(shù)，其計(jì)算公式為：

7.如權(quán)利要求5所述的雷達(dá)組網(wǎng)資源控制方法，其特征在于：步驟5中所述的下一時刻雷達(dá)發(fā)射機(jī)的輻射功率是根據(jù)雷達(dá)方程在已知目標(biāo)位置和目標(biāo)雷達(dá)散射截面的情況下求出；其中，所述目標(biāo)雷達(dá)散射截面由先驗(yàn)信息獲得；所述雷達(dá)發(fā)射機(jī)輻射功率P_t為：

式中，B_r是雷達(dá)接收機(jī)匹配濾波器的帶寬，R_rj是目標(biāo)與第j部雷達(dá)接收機(jī)之間的距離，σ_t是目標(biāo)RCS，是發(fā)射機(jī)波束指向與雷達(dá)陣面法線方向的夾角；

其中，C₁為與雷達(dá)系統(tǒng)有關(guān)的常數(shù)，

式中，η為天線效率，N為天線陣元數(shù)目，G_RP為雷達(dá)接收機(jī)處理器凈增益，F(xiàn)_r是雷達(dá)接收機(jī)噪聲系數(shù)，k₀為玻爾茲曼常數(shù)。