[發明專利]基于預測貝葉斯克拉美羅界的相控陣雷達重返和駐留時間分配方法

有效

• 申請號: 201710553907.4
• 申請日: 2017-07-09
• 公開（公告）號: CN107576945B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 易偉;王祥麗;付月;孫偉;孔令講;李洋漾;謝明池;袁野
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/66
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 周劉英

本發明公開了一種基于預測貝葉斯克拉美羅界的相控陣雷達重返和駐留時間分配方法。本發明引入后驗克拉美羅界作為跟蹤性能的準則，首先確立一個以跟蹤精度為約束來最小化跟蹤資源負載的數學優化模型，然后根據最優化理論，提出了一種轉化方法實現了重返和駐留時間的控制。本發明的實施，有效解決雷達波束重返時間和駐留時間分配不合理造成的資源負載過大的技術問題，從而實現了在完成對目標有效跟蹤的同時消耗更少的系統資源。

技術領域

本發明屬于雷達跟蹤技術領域，涉及雷達波束調度及時間資源管理技術。

背景技術

相控陣雷達作為一種先進的有源電掃陣列多功能雷達，不同于傳統的機械掃描雷達按照相同方式處理目標，相控陣雷達天線通過計算機對移位器的控制來實現對雷達波束的控制，從而可以按照特定要求選擇目標的重返和駐留時間。由于這些優點，相控陣雷達在目標跟蹤上應用廣泛。

雷達資源管理就是根據周圍的實時態勢、目標特性和不同的任務對有限的系統資源進行分配。就波束重返間隔的選擇而言，當目標機動性較大時，應采用較小的重返間隔，機動性較小時采用較大的重返間隔；但重返間隔過大會導致目標跟蹤精度降低，過小，會使得系統負載增大，同時對提高跟蹤精度貢獻不大。因此，自適應重返周期應具有平衡跟蹤精度和系統負載的能力。同時相控陣雷達的資源是有限而且是多種功能共享的，因此，必須采用合理的資源調配方式，同時保證目標跟蹤質量和減少資源負載。文獻“Trackingperformance constrained MFR parameter control:applying constraints onprediction accuracy，2005 7th International Conference on Information Fusion，2005”綜合考慮了駐留時間和重返間隔對跟蹤性能的影響并利用數值方法對時間資源進行了優化，上述算法雖然深入研究了雷達時間資源的調度，但是在不考慮目標機動性能和雜波環境的前提下，而且是基于目標的角度誤差來分配資源的，忽略了距離誤差對資源的影響。后驗克拉美羅界(PCRLB)融合了重返時間、駐留時間和目標RCS等參數，因此采用它作為資源分配的準則是合理且可行的。文獻“Joint selection and power allocationstrategy for target tracking in decentralized multiple radar systems，2016IEEERadar Conference,2-6May.2016”以跟蹤性能為驅動，基于PCRLB實現了分配雷達功率的目的，但該方法未涉及時間資源的分配。從公開發表的文獻資料來看，目前還沒有在跟蹤中基于PCRLB來分配時間資源的方法。因此，研究一種基于預測PCRLB來控制波束重返和駐留時間具有一定的應用價值。

發明內容

本發明的發明目的在于：針對波束重返和駐留時間分配不合理造成的資源負載過大的技術問題，提供一種基于預測后驗克拉美羅界的雷達波束重返和駐留時間分配方法。

在相控陣雷達系統中，用T_pri表示所發射的雷達波束的周期，用N_k表示在k時刻照射到目標上的脈沖數N_k，則雷達波束在目標上駐留時間為ΔT_k＝N_k·T_pri。用P_av表示雷達的平均發射功率，則每個脈沖的能量為E_n＝P_avT_pri。在k時刻目標的回波信號表達式為：