[发明专利]一种天基预警雷达功率孔径积优化设计方法

权利要求书

1.一种天基预警雷达功率孔径积优化设计方法，其特征在于，步骤如下：

(1)利用雷达信号带宽和目标运动特性确定最大可用相参处理时间T_c；

(2)利用雷达方程确定出第i个单波位波束驻留时间Δt_ri；

(3)对所有波位波束驻留时间求和，得到雷达搜索时间t_s；

(4)计算所探测的地表区域覆盖总面积S；

(5)利用计算的地表区域覆盖总面积与雷达搜索时间t_s相比，确定出区域覆盖率r_cov；

(6)对单波位驻留时间Δt_ri作出上限约束，即对功率孔径积作出一重下限约束；

(7)对区域覆盖率r_cov作出下限约束，即对功率孔径积作出二重下限约束；

(8)在单波位驻留时间Δt_ri和区域覆盖率r_cov对功率孔径积的双重约束下，建立优化模型；

(9)对优化模型相参处理时间段数进行寻优求解，获得单个平台功率孔径积P_avA_e，使得满足双重约束情况下的功率孔径积最小。

2.根据权利要求1所述的一种天基预警雷达功率孔径积优化设计方法，其特征在于，所述步骤(1)中目标运动特性为地面、海上或者空中目标运动特征，目标运动特性包括目标的运动速度和方式，运动速度为对所关注的最快运动目标在径向或距离维进行统计获得的平均速度，运动方式为平面上运动或立体空间内运动。

3.根据权利要求2所述的一种天基预警雷达功率孔径积优化设计方法，其特征在于，最大可用相参处理时间T_c的确定原则为：目标在最大可用相参处理时间内，目标移动的距离不大于半个距离分辨单元。

4.根据权利要求1所述的一种天基预警雷达功率孔径积优化设计方法，其特征在于，所述步骤(2)中第i个单波位波束驻留时间Δt_ri为

其中，κ_i为随波位变化的比例因子，Q为相参处理时间段数，R_max,i为第i个波位雷达作用距离，Sx_i为第i个波位波束地球表面覆盖面积，M表示组成天基预警雷达系统平台数目，(P_avA_e)_R表示满足探测性能要求的单个平台功率孔径积。

5.根据权利要求4所述的一种天基预警雷达功率孔径积优化设计方法，其特征在于，κ_i的确定方法如下：κ_i＝4πkTFLD/(σγ_i)，式中k为玻尔兹曼常数，T为接收机温度，F为噪声系数，L为系统损耗，D为雷达的识别因子，σ为目标雷达截面积，γ_i为第i个波位波束地球表面覆盖面积Sx_i与天线主波束空间角Δψ_i在其作用距离R_max,i为半径的球面上的覆盖面积之比。

6.根据权利要求4所述的一种天基预警雷达功率孔径积优化设计方法，其特征在于，所述步骤(4)中计算所探测的地表区域覆盖总面积S的具体方法为：将所探测的地表区域覆盖总面积S按照俯仰波位离散化，计算每个俯仰波位对应覆盖的球冠上的面积，最后将所有俯仰波位对应的计算结果累加。

7.根据权利要求1所述的一种天基预警雷达功率孔径积优化设计方法，其特征在于，所述步骤(4)中计算所探测的地表区域覆盖总面积S的具体方法为：根据方位和俯仰波束在地球表面对应的扫描范围，采用球面积分计算所探测的地表区域覆盖总面积。