[发明专利]网络化雷达协同抗干扰发射功率分配方法

摘要

本发明公开了一种网络化雷达协同抗干扰发射功率分配方法，主要解决网络化雷达各节点雷达发射功率分配的问题。其实现步骤是：1.估计各节点雷达接收机噪声功率，并在干扰未开机时，估计目标相对各节点雷达散射截面积的标准差；2.干扰开机后，估计各节点雷达接收的干扰信号平均功率；3.建立各节点雷达接收信号模型；4.计算各节点雷达回波信号与目标散射特性的互信息，并根据该互信息，计算网络化雷达接收回波信号与目标散射特性的互信息；5.确定发射功率分配的优化方程，并求解优化方程，得到优化后各节点雷达发射功率。本发明方法能有效优化各节点雷达的发射功率，可用于网络化雷达系统。

主权项

一种网络化雷达协同抗干扰发射功率分配方法，包括如下步骤： (1)根据雷达接收机噪声模型，估计每部节点雷达的接收机噪声功率P_Wi： P_Wi＝KTB_iF_i， 其中，K＝1.38×10^‑23为玻耳兹曼常数，T＝290为温度常数，B_i为第i部节点雷达的接收机带宽，F_i为第i部雷达的接收机噪声系数，i＝1,2,3,…,N，N为网络化雷达中节点雷达的个数； (2)假设目标相对于每部节点雷达的散射截面积ρ_i的均值为0，在干扰机未开机时，通过接收回波信号估计目标相对于每部节点雷达的散射截面积ρ_i的标准差σ_i； (3)干扰机开机之后，每部节点雷达通过接收干扰信号估计其接收到的干扰信号平均功率P_Ji： 其中，J_i(k)为第i部节点雷达k时刻接收到的干扰信号，k＝1,2,…,T，T为接收信号的总时间长度； (4)建立干扰环境下网络化雷达中各节点雷达的接收回波信号模型r_i： r_i＝ρ_is_i+J_i+W_i， 其中，ρ_i为除发射功率外的第i部节点雷达回波信号的复幅度，服从均值为零，方差为σ_i²的高斯分布；s_i＝[s_i(1),s_i(2),…s_i(k)…,s_i(T)]^T，是第i部节点雷达的发射波形T次快拍构成的矢量，s_i(k)为第i部节点雷达k时刻的发射波形；J_i＝[J_i(1),J_i(2),…J_i(k)…,J_i(T)]^T，是第i部节点雷达的干扰信号T次快拍构成的矢量，J_i(k)为第i部节点雷达k时刻接收到的干扰信号；W_i＝[W_i(1),W_i(2),…W_i(k)…,W_i(T)]^T，是第i部节点雷达的噪声信号T次快拍构成的矢量，W_i(k)为第i部雷达k时刻的接收机噪声信号，设其为高斯白噪声信号；(·)^T表示转置运算； (5)根据步骤(4)中各节点雷达的接收回波信号模型，计算各节点雷达回波信号与目标散射特性之间的互信息I_i(r_i；ρ_i|s_i)，其中，I(·；·|·)表示条件互信息； (6)对各节点雷达回波信号与目标散射特性之间的互信息I_i(r_i；ρ_i|s_i)进行求和，得到网络化雷达接收回波信号与目标散射特性之间的互信息I(r；ρ|s)： 其中，R_Ji＝J_iJ_i^H＝P_Ji·I，R_Wi＝W_iW_i^H＝P_Wi·I，I为T×T单位矩阵，(·)^H表示共轭转置运算，det(·)表示求矩阵的行列式； (7)以步骤(6)所得的互信息I(r；ρ|s)为目标函数，使其最大化，并忽略其中与发射信号功率无关项log[det(R_Ji+R_Wi)]}，同时对雷达发射信号的总功率P0进行约束，得到干扰条件下网络化雷达发射功率分配的优化方程： 其中，tr(·)表示求矩阵的迹； (8)对步骤(7)中的优化方程进行求解，得到优化后的每部节点雷达的发射信号功率P_si。