[发明专利]基于预测贝叶斯克拉美罗界的相控阵雷达重返和驻留时间分配方法

说明书

本发明公开了一种基于预测贝叶斯克拉美罗界的相控阵雷达重返和驻留时间分配方法。本发明引入后验克拉美罗界作为跟踪性能的准则，首先确立一个以跟踪精度为约束来最小化跟踪资源负载的数学优化模型，然后根据最优化理论，提出了一种转化方法实现了重返和驻留时间的控制。本发明的实施，有效解决雷达波束重返时间和驻留时间分配不合理造成的资源负载过大的技术问题，从而实现了在完成对目标有效跟踪的同时消耗更少的系统资源。

技术领域

本发明属于雷达跟踪技术领域，涉及雷达波束调度及时间资源管理技术。

背景技术

相控阵雷达作为一种先进的有源电扫阵列多功能雷达，不同于传统的机械扫描雷达按照相同方式处理目标，相控阵雷达天线通过计算机对移位器的控制来实现对雷达波束的控制，从而可以按照特定要求选择目标的重返和驻留时间。由于这些优点，相控阵雷达在目标跟踪上应用广泛。

雷达资源管理就是根据周围的实时态势、目标特性和不同的任务对有限的系统资源进行分配。就波束重返间隔的选择而言，当目标机动性较大时，应采用较小的重返间隔，机动性较小时采用较大的重返间隔；但重返间隔过大会导致目标跟踪精度降低，过小，会使得系统负载增大，同时对提高跟踪精度贡献不大。因此，自适应重返周期应具有平衡跟踪精度和系统负载的能力。同时相控阵雷达的资源是有限而且是多种功能共享的，因此，必须采用合理的资源调配方式，同时保证目标跟踪质量和减少资源负载。文献“Trackingperformance constrained MFR parameter control:applying constraints onprediction accuracy，2005 7th International Conference on Information Fusion，2005”综合考虑了驻留时间和重返间隔对跟踪性能的影响并利用数值方法对时间资源进行了优化，上述算法虽然深入研究了雷达时间资源的调度，但是在不考虑目标机动性能和杂波环境的前提下，而且是基于目标的角度误差来分配资源的，忽略了距离误差对资源的影响。后验克拉美罗界(PCRLB)融合了重返时间、驻留时间和目标RCS等参数，因此采用它作为资源分配的准则是合理且可行的。文献“Joint selection and power allocationstrategy for target tracking in decentralized multiple radar systems，2016IEEERadar Conference,2-6May.2016”以跟踪性能为驱动，基于PCRLB实现了分配雷达功率的目的，但该方法未涉及时间资源的分配。从公开发表的文献资料来看，目前还没有在跟踪中基于PCRLB来分配时间资源的方法。因此，研究一种基于预测PCRLB来控制波束重返和驻留时间具有一定的应用价值。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对波束重返和驻留时间分配不合理造成的资源负载过大的技术问题，提供一种基于预测后验克拉美罗界的雷达波束重返和驻留时间分配方法。

在相控阵雷达系统中，用T_pri表示所发射的雷达波束的周期，用N_k表示在k时刻照射到目标上的脉冲数N_k，则雷达波束在目标上驻留时间为ΔT_k＝N_k·T_pri。用P_av表示雷达的平均发射功率，则每个脉冲的能量为E_n＝P_avT_pri。在k时刻目标的回波信号表达式为：