[发明专利]集中式MIMO雷达射频隐身时多目标跟踪波束指向方法

权利要求书

1.一种集中式MIMO雷达射频隐身时多目标跟踪波束指向方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、假设集中式MIMO雷达保持对N个目标的跟踪，这些目标由同一个波束的单个脉冲同时观测，雷达通过单个脉冲得到第n个目标的信噪比为：

其中，P_t为雷达峰值发射功率，σ_n为第n个目标的雷达截面积，为归一化的第n个目标方向发射天线的增益因子，其中，u_n为目标方向、u_s为波束指向，K为子阵数，C′_n如下：

其中，τ为信号脉冲宽度，λ为跟踪脉冲载波的波长，M为接收阵列的阵元数，R_n为第n个目标与雷达的距离，k₀为玻耳兹曼常数，T_s为雷达系统的噪声温度，L为环境和接收机的总损耗；

步骤2、计算截获接收机接收到的雷达信号的信噪比：

其中，为归一化雷达发射天线在截获接收机方向的增益因子，u_i为截获接收机相对雷达天线的方向，C′_i如下：

其中，G_i为截获接收机接收天线的增益，R_i为雷达与截获接收机的距离，B_i为截获接收机的有效带宽，L_i为截获接收机系统的总损耗，T_i为截获接收机的噪声温度；

步骤3、构建优化模型的目标函数，目标函数为最小化截获接收机接收到的雷达信号的信噪比的平均值；假设截获接收机空域位置不确定性的下限和上限分别为u_l和u_u，截获接收机接收到的雷达信号的平均信噪比为：

步骤4、确定优化模型的约束条件：要求通过单个波束同时覆盖多个目标，所有被跟踪目标的目标方向的回波信噪比均大于门限值γ的概率不小于给定值Ρ₀，即：

P{SNR₁＞γ,…,SNR_N＞γ}≥P₀ (6)

步骤5、求解约束条件：

a、假设目标方向u_n相互独立，则式(6)可写为

令κ_n＝γK/(σ_nP_tC′_n)，则

其中，f_G(g_n)为G_t0(u_n-u_s)的概率密度函数；

b、将雷达的增益方向图建模为：

其中，c₀＝-2ln2，u₀为半功率波束宽度，b为雷达发射天线主瓣方向的增益；

c、雷达天线增益的概率密度函数写为：

其中，u₁和u₂为天线增益等于g_n时的两个目标的角度，即12n

f_U(u_n)为目标位置u_n的概率密度函数，为关于u的偏导函数，假设雷达对所有目标的跟踪残差是高斯和无偏的，可得到其中为目标n的跟踪残差的方差；推导可得到对应于第n个目标的天线增益概率密度函数为：

其中，

步骤6、得到优化模型：

步骤7、采用遗传算法求解上述优化模型，得到最优雷达波束指向u_opt，最优子阵划分K_opt，最优发射功率P_t,opt。