[發(fā)明專利]基于波束功率分配的雷達(dá)通信一體化協(xié)同探測(cè)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910676137.1
• 申請(qǐng)日: 2019-07-25
• 公開（公告）號(hào): CN110261848B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮志勇;方子希;尉志青;張奇勛;秦曉琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S13/87
• 分類號(hào): G01S13/87;G01S7/40;H04B17/382
• 代理公司: 北京柏杉松知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11413
• 代理人: 項(xiàng)京;丁蕓

1.一種基于波束功率分配的雷達(dá)通信一體化協(xié)同探測(cè)方法，其特征在于，應(yīng)用于雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)，所述雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)中包括多對(duì)雷達(dá)，各對(duì)雷達(dá)具有協(xié)同發(fā)射探測(cè)波束和通信波束的能力，所述方法包括：

在所述雷達(dá)具有預(yù)設(shè)發(fā)射功率時(shí)，確定所述雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)中單個(gè)雷達(dá)發(fā)射所述探測(cè)波束時(shí)的最遠(yuǎn)探測(cè)距離及探測(cè)體積；

確定所述雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)中各對(duì)雷達(dá)發(fā)射所述通信波束時(shí)的通信成功概率，所述通信成功概率表示一對(duì)雷達(dá)間通信鏈路成功建立連接的概率；

基于單個(gè)雷達(dá)的最遠(yuǎn)探測(cè)距離、探測(cè)體積、不同的功率分配系數(shù)，以及各對(duì)雷達(dá)的通信成功概率，確定各對(duì)雷達(dá)在不同的功率分配系數(shù)下的探測(cè)區(qū)域體積，所述功率分配系數(shù)為分配給探測(cè)波束的功率與分配給通信波束的功率之間的比值；

從不同的所述探測(cè)區(qū)域體積中，確定具有最大探測(cè)區(qū)域體積時(shí)對(duì)應(yīng)的功率分配系數(shù)，作為當(dāng)前功率分配系數(shù)；

基于各對(duì)雷達(dá)的探測(cè)區(qū)域體積及所述當(dāng)前功率分配系數(shù)，確定所述雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)的總探測(cè)體積。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述雷達(dá)具有預(yù)設(shè)發(fā)射功率時(shí)，確定所述雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)中單個(gè)雷達(dá)發(fā)射所述探測(cè)波束時(shí)的最遠(yuǎn)探測(cè)距離及探測(cè)體積的步驟，包括：

利用第一預(yù)設(shè)表達(dá)式，確定所述雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)中單個(gè)雷達(dá)發(fā)射所述探測(cè)波束時(shí)的最遠(yuǎn)探測(cè)距離，所述第一預(yù)設(shè)表達(dá)式為：

式中，P_R表示探測(cè)波束功率；G表示天線增益；λ_w表示探測(cè)波束的波長(zhǎng)；σ表示探測(cè)目標(biāo)的雷達(dá)橫截面積；k表示玻爾茲曼常數(shù)；T₀表示標(biāo)準(zhǔn)溫度；B_n表示雷達(dá)中接收機(jī)帶寬；F_n表示噪聲系數(shù)；SNR_min表示雷達(dá)最小可檢測(cè)信噪比；

利用第二預(yù)設(shè)表達(dá)式，確定所述雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)中單個(gè)雷達(dá)發(fā)射所述探測(cè)波束時(shí)的探測(cè)體積，所述第二預(yù)設(shè)表達(dá)式為：

式中，P_R表示探測(cè)波束功率；w表示雷達(dá)仰角。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定所述雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)中各對(duì)雷達(dá)發(fā)射所述通信波束時(shí)的通信成功概率的步驟，包括：

利用第三預(yù)設(shè)表達(dá)式，確定所述雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)中各對(duì)雷達(dá)發(fā)射所述通信波束時(shí)的通信成功概率，所述第三預(yù)設(shè)表達(dá)式為：

式中，θ表示通信成功率閾值；x₁表示一對(duì)雷達(dá)的間距；α表示無線信道大尺度衰落因子；表示路徑損耗，N表示噪聲，P_C表示通信波束功率；κ表示定向天線的方向因子；λ表示雷達(dá)的分布密度；U表示可積函數(shù)，其中，r表示預(yù)設(shè)距離積分因子，表示預(yù)設(shè)角度積分因子；P(SINRθ)表示通信成功概率，SINR表示信干噪比。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于單個(gè)雷達(dá)的最遠(yuǎn)探測(cè)距離、探測(cè)體積、不同的功率分配系數(shù)，以及各對(duì)雷達(dá)的通信成功概率，確定各對(duì)雷達(dá)在不同的功率分配系數(shù)下的探測(cè)區(qū)域體積的步驟，包括：

利用第四預(yù)設(shè)表達(dá)式，確定各對(duì)雷達(dá)的探測(cè)區(qū)域體積，所述第四預(yù)設(shè)表達(dá)式為：

V_c(D,β)＝P(SINRθ)V_重疊+[1-P(SINRθ)]V

式中，V_c表示一對(duì)雷達(dá)的探測(cè)區(qū)域體積；V_c(D,β)表示一對(duì)雷達(dá)的協(xié)同探測(cè)體積，且該值受D和β影響；D表示單個(gè)雷達(dá)當(dāng)給定功率系數(shù)時(shí)，單個(gè)雷達(dá)能探測(cè)到的距離上限；β表示預(yù)設(shè)功率分配系數(shù)；P(SINRθ)表示通信成功概率；V_重疊表示一對(duì)雷達(dá)協(xié)同探測(cè)重疊區(qū)域的體積；V表示單個(gè)雷達(dá)的探測(cè)體積。