[发明专利]一种相控阵雷达探测高速运动目标的搜索参数优化方法

权利要求书

1.一种相控阵雷达探测高速运动目标的搜索参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：根据作战需要确定雷达性能指标以及搜索空域参数：

根据雷达的作战任务，确定雷达的性能指标参数，性能指标参数包括雷达平均发射功率、发射天线增益、接收天线增益、雷达波长、接收机噪声温度、接收机噪声系数及雷达系统损耗，并结合给定的检测概率要求计算雷达的探测距离；

根据雷达方程：

其中，R_D为探测距离；P_av为平均发射功率；τ_s为搜索波束驻留时间；G_t为发射天线增益；G_r为接收天线增益；λ为雷达波长；σ为目标雷达散射截面RCS；k为玻尔兹曼常数；T₀为接收机噪声温度，常温下为290K；F_n为接收机噪声系数；L为雷达系统损耗；SNR为回波信噪比；

根据战情需要确定搜索空域的相关参数，有搜索波位数和搜索负载；

步骤二：建立搜索参数优化模型：

雷达关心的高速运动目标为导弹目标，因此仅以导弹目标为例，其服从SwerlingⅢ模型，信噪比SNR＞＞1，其目标检测概率计算公式如下：

其中，p_fa为虚警概率，p_d为对应的目标检测概率；式(2)为高速运动目标检测概率与信噪比关系的最终表达式；

在针对高速运动目标时，由于探测距离指标的局限性，采用目标期望发现距离这一指标；所谓目标期望发现距离，指突防目标进入雷达探测威力范围到被最终探测到时距离雷达的平均距离；雷达搜索帧周期为t_f，记雷达发现目标的时间为t，对于采用均匀波位扫描策略的雷达来说，目标进入雷达的探测范围后到被雷达发现的时间服从均匀分布，有t∈U(0,t_f)，期望发现时间t_E为：

目标最终被发现时的平均运动距离是关于t_E的函数，记为R(t_E)，则有R(t_E) ＝ R(0.5t_f) ； 雷达的探测距离为R_D，期望发现距离表述为：

R_DE＝R_D-R(t_E)＝R_D-R(0.5t_f) (4)

搜索参数优化目标即是使式(4)中所表示的目标期望发现距离最大；

步骤三：目标匀速运动情况下搜索参数优化实现：

首先是针对目标匀速运动的情况，目标以径向速度v靠近雷达站，相控阵雷达的搜索波束驻留时间为τ_s，搜索区域内安排波位数为N_s，搜索任务所占雷达资源的比例为SR，对式(4)进行化简，并结合高速运动目标的检测模型，得到优化表达式：

其中，为一个与雷达系统有关的常数，SNR_D为检测信噪比；p_d为目标检测概率；通过求导的方式，得到满足上述优化条件的雷达最佳搜索波束驻留时间为对应的最大期望发现距离为

步骤四：目标匀加速运动情况下搜索参数优化实现：

针对目标匀加速运动情况，目标进入雷达探测距离处的速度为v₀，其加速度为一个g；得到目标期望发现距离为：

对式(6)求解后得到最佳搜索波束驻留时间满足：

所述高速目标指速度在1km/s以上的目标，为导弹类目标。