[发明专利]基于遗传算法的相控阵雷达脉冲交错波束驻留调度算法

说明书

本发明属于雷达系统资源管理领域，特别涉及相控阵雷达应用脉冲交错技术的自适应波束驻留调度的算法。本发明提供了一种基于遗传算法的相控阵雷达脉冲交错波束驻留调度算法。发明首先对各个调度间隔中的雷达任务请求进行预筛选，基于筛选后的任务以实际执行时间进行编码；随后，综合考虑调度的工作方式优先级、截止期和期望执行时间准则，设计了个体的适应度函数；通过引入时间状态向量和能量状态向量，进行调度过程中的脉冲交错分析，实现了具有不同脉冲重复周期和个数的任务之间的交错；最后根据个体适应度值对种群进行选择交叉变异从而获得最终调度序列。

技术领域

本发明属于雷达系统资源管理领域，特别涉及相控阵雷达应用脉冲交错技术的自适应波束驻留调度的方法。

背景技术

相控阵雷达(Phase Array Radar,PAR)是一种以电子扫描代替机械从而完成多种功能的目标探测与定位设备，其发射阵列由许多天线单元排列而成。相控阵雷达具有可靠性高，扫描速度快，多功能，探测距离远和被截获概率低等特点，因此受到了广泛的关注(见文献：王峰.相控阵雷达资源自适应调度研究[D].西北工业大学,2002)。由于相控阵雷达具备多功能特点，为了充分发挥相控阵雷达的性能，需要设计高效的波束驻留调度算法。

自从相控阵雷达诞生时起，波束驻留调度问题便被广泛关注和研究。相控阵雷达波束驻留调度算法主要分为基于模板法的调度算法和自适应调度算法两部分(见文献：Zhang H,Jun-Wei X,Ge J,et al.Task Interleaving Scheduling for Phased ArrayRadar in Multi-Target Tracking[C]//2018IEEE 4th International Conference onControl Science and Systems Engineering(ICCSSE).IEEE,2018)。对基于模板法的调度算法而言(见文献：Shih C S,Gopalakrishnan S,Ganti P,et al.Template-based real-time dwell scheduling with energy constraint[C]//Real-Time and EmbeddedTechnology and Applications Symposium,2003.Proceedings.The 9th IEEE.IEEE,2003；Shih C S,Gopalakrishnan S,Ganti P,et al.Scheduling real-time dwellsusing tasks with synthetic periods[C]//Real-time Systems Symposium.IEEE,2003；Shih C S,Ganti P,Gopalakrishnan S,et al.Synthesizing task periods for dwellsin multi-function phased array radars[C]//Radar Conference,2004.Proceedingsof the IEEE.IEEE,2004；)，因实际情况复杂多变，模板库中有限的模板无法完全兼顾所有在线任务请求的情况，故其无法充分发挥出相控阵雷达的调度性能。因此，相较于基于模板法的调度算法，自适应调度算法被视为更佳的波束驻留调度算法，它可进一步分为基于启发式方法的波束驻留调度算法和基于智能搜索算法的波束驻留调度算法(见文献：HaoweiZ,Junwei X,Jiaang G,et al.A hybrid adaptively genetic algorithm for taskscheduling problem in the phased array radar[J].European Journal ofOperational Research,2018:S0377221718306179-)。