[发明专利]基于射频隐身的组网雷达多目标跟踪驻留时间优化方法

说明书

本发明公开了一种基于射频隐身的组网雷达多目标跟踪驻留时间优化方法，构建了以雷达二元选择变量、雷达驻留时间和发射信号带宽为自变量的目标状态估计误差的贝叶斯克拉美‑罗下界，并将其作为目标跟踪精度的衡量指标；在此基础上，以下一时刻目标的预测跟踪精度、融合中心的数据处理量以及雷达发射资源为约束条件，以最小化组网雷达系统的总驻留时间为优化目标，对多目标跟踪过程中雷达选择、驻留时间和发射信号带宽等参数进行优化设计。这样既满足了多目标跟踪过程中各目标的跟踪精度，而且最大限度地减小了组网雷达系统的总驻留时间，提升了组网雷达系统多目标跟踪时的射频隐身性能。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理领域，特别是涉及基于射频隐身的组网雷达多目标跟踪驻留时间优化方法。

背景技术

在现代电子战中，为了提高组网雷达系统的射频隐身性能，雷达辐射参数优化设计已得到了广泛关注。对于组网雷达系统而言，其发射参数动态可控，因此，可通过优化设计雷达发射参数来改善系统的目标探测跟踪能力，并提高组网雷达的射频隐身性能。从时间资源角度出发，减小各雷达发射波束在目标上的驻留时间是提高组网雷达系统射频隐身性能的重要措施。

然而，已有的研究成果虽然涉及组网雷达系统目标跟踪时的驻留时间优化问题，在保证给定目标跟踪精度以及雷达发射资源的条件下，对雷达选择、驻留时间进行联合优化设计，在一定程度上提升了组网雷达目标跟踪时的射频隐身性能。然而，已有研究成果都只针对单目标跟踪场景，且未考虑发射信号带宽对总驻留时间的影响，具有一定的局限性。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种基于射频隐身的组网雷达多目标跟踪驻留时间优化方法，能够解决现有技术中存在的“只针对单目标跟踪场景，且未考虑发射信号带宽对总驻留时间的影响，具有一定的局限性”的技术问题。

技术方案：本发明所述的基于射频隐身的组网雷达多目标跟踪驻留时间优化方法，包括以下步骤：

S1：针对组网雷达系统构建以雷达二元选择变量、雷达驻留时间和发射信号带宽为自变量的用于预测目标状态估计误差的贝叶斯克拉美-罗下界矩阵，将所述贝叶斯克拉美-罗下界矩阵作为目标跟踪精度的衡量指标；所述组网雷达系统包括N部两坐标相控阵雷达，所有雷达的空间、时间和频率都同步，在对多目标进行跟踪时，每部雷达只能接收并处理来自自身发射信号的目标回波，并且每个时刻每部雷达最多只能跟踪一个目标；

S2：以下一时刻目标的预测跟踪精度、融合中心的数据处理量和雷达发射资源为约束条件，以最小化组网雷达系统的总驻留时间为优化目标，建立基于射频隐身的组网雷达多目标跟踪驻留时间优化模型；

S3：对所述组网雷达多目标跟踪驻留时间优化模型进行求解。

进一步，所述步骤S1中的贝叶斯克拉美-罗下界矩阵根据式(1)得到：

式(1)中，为第k个时刻、第q个目标的贝叶斯克拉美-罗下界矩阵，为第k个时刻、第q个目标的预测贝叶斯信息矩阵；为第k个时刻、第q个目标的预测状态向量，其中为第k个时刻、第q个目标的预测位置，为第k个时刻、第q个目标的预测位置的横坐标，为第k个时刻、第q个目标的预测位置的纵坐标，为第k个时刻、第q个目标的预测运动速度，为第k个时刻、第q个目标的预测运动速度的横坐标分量，为第k个时刻、第q个目标的预测运动速度的纵坐标分量；W^q为第q个目标过程噪声的方差，F为目标状态转移矩阵，为第k-1个时刻、第q个目标的贝叶斯信息矩阵，为第k个时刻、第q个目标的状态向量；为第k个时刻、第i个雷达的雷达二元选择变量，时表示第k个时刻、第i个雷达对第q个目标进行照射，时表示第k个时刻、第i个雷达不对第q个目标进行照射；为的雅克比矩阵，为第k个时刻、第i个雷达对第q个目标的非线性量测函数，N为雷达的总数，为第k个时刻、第i个雷达对第q个目标的量测噪声的预测协方差矩阵。

进一步，所述式(1)中，W^q通过式(2)得到：