[发明专利]一种针对组网雷达多目标ISAR成像的二维资源分配方法

说明书

本发明公开了一种针对组网雷达多目标ISAR成像的二维资源分配方法，涉及相控阵雷达逆合成孔径雷达成像技术领域，解决的技术问题是如何在雷达组网条件下，针对多目标成像任务合理的分配雷达系统的时间和孔径资源，以提升雷达系统的整体性能。该方法在对目标特征认知的基础上，确定目标分辨率的要求，在此基础上结合稀疏ISAR成像技术与雷达方程确定目标成像所需要的时间和孔径资源，然后通过针对分布式组网雷达系统的多目标成像的二维资源调度模型，实现对组网雷达系统的资源分配，最终通过交替观测并获取目标回波信号，以实现多雷达对多目标的逆合成孔径成像任务。本发明从时间和孔径两个角度考虑了资源的分配，提高了资源的利用率，提升系统整体性能。

技术领域

本发明涉及相控阵雷达逆合成孔径雷达成像技术领域，尤其涉及一种针对组网雷达多目标ISAR成像的二维资源分配方法。

背景技术

分布式组网雷达系统通过组网技术，将分布于探测区域内的不同雷达节点组织在一起协同工作，形成有机统一的雷达系统，节点能力相互增强、全空域覆盖、目标检测，跟踪，识别和参数估计能力强等优点。

近年来，分布式组网雷达吸引了越来越多的学者，已有不少关于分布式组网雷达系统的研究。He等人，提出了一种主动和被动雷达网目标位置和速度联合估计的方法。Xie等人，研究了分散雷达网络中多目标跟踪的联合节点选择和功率分配策略。Ma等人，提出了一种MIMO雷达传感器网络天线选择与功率分配联合方案。此外，Yan等人，提出了异步雷达网络中认知目标跟踪的联合阈值调整和功率分配，仿真结果表明，阈值调整和异步功率分配过程的集成可以明显提高跟踪性能。另一方面，Chen等人，建立了功率分配的合作博弈模型，并利用Shapley值的解决方案概念在所有发射雷达中分配给定功率预算用于目标跟踪。此外，Durr等人，提出了采用载波传输的多基地FMCW雷达传感器网络的相位噪声抑制，并且进行模拟以验证所提出的算法的有效性。Yang等人，首先尝试研究虚假数据注入攻击对网络雷达系统的影响，并提出了一种新的数据融合算法来对抗这种攻击。最后，Liu等人，提出了雷达网络中多目标ISAR成像的任务分配优化。

然而上述这些现有技术，主要集中在多目标跟踪，检测，定位方案，目标特征估计和成像任务分配等方面，而未针对多目标成像的组网雷达资源分配进行研究，特别是时间与孔径资源地分配，造成了组网雷达资源利用不充分，系统整体性能有欠缺。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所解决的技术问题是如何在组网条件下，针对多目标成像任务合理地分配雷达系统的时间资源和孔径二维资源，从而提升系统整体性能。

为解决上述技术问题，本发明在分析满足距离向分辨率要求下孔径资源与雷达最远探测距离的关系、在满足方位向分辨率要求下完成成像时刻目标与雷达的位置关系，以及初始时刻目标与雷达的位置关系的基础上，计算出雷达对目标稀疏成像所需要的二维资源，再通过二维资源调度模型在分配雷达资源的同时完成成像任务的分配，最后通过稀疏ISAR成像算法获得目标二维像。在保证成像质量的要求下，提高了雷达的工作效率。

本发明一种针对组网雷达多目标ISAR成像的二维资源分配方法，包括如下步骤：

S1.建立雷达二维资源矩阵；

S2.目标特征认知与认知稀疏成像时间资源的计算；

S3.建立目标、雷达和使用子阵面数量的关系矩阵；

S4.在满足约束条件下按照资源调度模型进行资源分配；

S5.按照步骤S4分配的资源，实现对各目标的交替观测，最后用稀疏成像算法获得目标二维像。

S1具体过程如下：

将各雷达的平面阵列均匀分割成G′个子阵面，每个子阵面分别独立执行不同的任务；