[发明专利]基于射频隐身的网络化雷达目标搜索跟踪资源分配方法

说明书

本发明公开了基于射频隐身的网络化雷达目标搜索跟踪资源分配方法，包括：考虑由多部同步的相控阵雷达组成的网络化雷达，需要同时完成对多个圆形重点观测区域的搜索，以及对已知数量的运动目标的跟踪；构建网络化雷达对多个圆形重点观测区域搜索场景，并采用检测概率作为搜索性能的衡量指标；构建网络化雷达对多目标跟踪场景，并采用目标位置估计的预测贝叶斯克拉美‑罗下界作为多目标跟踪性能的衡量指标；建立基于射频隐身的网络化雷达搜索跟踪资源分配模型；采用内点法和循环最小法的两步求解算法对优化模型进行求解，实现资源优化分配。本发明提升了网络化雷达执行多空域搜索和多目标跟踪任务时的射频隐身性能。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术，具体涉及一种基于射频隐身的网络化雷达目标搜索跟踪资源分配方法。

背景技术

雷达起初用于目标的检测与定位测量，而随着技术的不断进步以及对雷达能力需求的不断增加，雷达的功能也逐步多样化。其中，相控阵雷达由于波束无惯性扫描、抗干扰能力强等特点，在军事领域得到了广泛应用，尤其是针对目标的搜索与跟踪这两大重点任务。相较于传统单站雷达，网络化雷达能够从多个视角、多种维度来提取目标的特征信息，并通过信息融合达到提升分辨率、降低干扰误差等目的，进一步提高雷达目标搜索跟踪等性能。由此，便涉及到网络化雷达资源分配的技术。如何通过分配不同雷达的不同辐射资源以提升网络化雷达的性能，成为了众多学者的研究内容。

然而，雷达在执行任务时向空间传输的信号若被敌方无源探测系统截获，雷达将面临着被打击的风险。因此，射频隐身性能的提升也成为了作战过程中的迫切需求。射频隐身技术是一种对抗敌方无源探测系统对射频设备主动辐射信号截获、分选和识别的技术，利用有限的射频辐射资源优化雷达性能的同时，还需要考虑其射频隐身性能，降低辐射资源消耗。

已有的大多研究成果虽然在雷达节点选择和资源分配方面进行了优化，在一定程度上实现了网络化雷达多目标跟踪精度的提升，或是射频隐身性能的提升。但是这些研究并未考虑多种任务并存时的雷达的节点选择以及资源分配问题，具有一定的局限性。

目前尚未有基于射频隐身的网络化雷达目标搜索跟踪资源分配方面的公开报道。

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网络化雷达目标搜索跟踪资源分配方法，不仅考虑了网络化雷达多任务共同进行的场景，能够在满足一定的目标搜索性能和多目标跟踪性能的条件下，对雷达节点选择、各雷达的辐射功率和驻留时间等参数进行联合优化，有效降低总射频辐射资源消耗，提升网络化雷达的射频隐身性能。

技术方案：本发明的基于射频隐身的网络化雷达目标搜索跟踪资源分配方法，包括以下步骤：

建立系统模型：考虑由多部同步的相控阵雷达组成的网络化雷达，需要同时完成对多个圆形重点观测区域的搜索，以及对已知数量的运动目标的跟踪；多目标跟踪任务的优先级高于目标搜索任务，每一部相控阵雷达每一时刻只能产生一个波束；

构建网络化雷达对多个圆形重点观测区域搜索场景，并采用检测概率作为搜索性能的衡量指标；

构建网络化雷达对多目标跟踪场景，并采用目标位置估计的预测贝叶斯克拉美-罗下界作为多目标跟踪性能的衡量指标；

在满足预先设定的搜索和多目标跟踪性能以及射频资源约束的条件下，以最小化网络化雷达的总射频资源消耗为优化目标，以雷达节点选择方式、辐射功率和驻留时间为优化参数，建立基于射频隐身的网络化雷达搜索跟踪资源分配模型；

将模型分解为两个子优化模型，并采用内点法和循环最小法的两步求解算法对两个子优化模型进行求解，在搜索跟踪性能和射频资源的约束下，联合优化网络化雷达搜索和多目标跟踪时的节点选择、辐射功率和驻留时间资源分配。

进一步的，构建网络化雷达对多个圆形重点观测区域搜索场景，并采用检测概率作为搜索性能的衡量指标，具体为：