[发明专利]组网雷达多目标跟踪时间资源与信号带宽联合优化方法

说明书

本发明公开了一种组网雷达多目标跟踪时间资源与信号带宽联合优化方法，不仅满足了多目标跟踪过程中各目标的跟踪精度，而且对多目标跟踪过程中照射目标选择、雷达分配方式和发射信号带宽等参数进行自适应动态优化，最大限度地减少了组网雷达系统在整个跟踪过程中的目标照射次数，从而有效提升了组网雷达系统多目标跟踪时的射频隐身性能。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术领域，尤其是一种组网雷达多目标跟踪时间资源与信号带宽联合优化方法。

背景技术

当今战场环境中，相控阵雷达必须能对抗敌方的截获接收机。由于组网雷达系统可以自适应地调整发射参数，因此相比于传统的相控阵雷达，其在目标跟踪时的跟踪精度、射频隐身性能等方面具有明显优势。目前，组网雷达的辐射参数设计越来越受到国内外学者和研究机构的重视。从时间资源角度出发，增大各雷达对照射目标的重访时间间隔是提高组网雷达系统射频隐身性能的重要措施。

针对采样间隔的优化设计问题，目前已有的研究成果都仅局限于单雷达单目标跟踪、单雷达多目标跟踪和组网雷达单目标跟踪的场景，还未涉及到组网雷达多目标跟踪场景下的研究，并且都没有考虑到发射信号带宽对采样间隔的影响，具有一定的局限性。现有技术中尚未有组网雷达多目标跟踪时间资源与信号带宽联合优化方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种组网雷达多目标跟踪时间资源与信号带宽联合优化方法，能够最大限度地减少组网雷达系统在整个跟踪过程中的目标照射次数，从而有效提升了组网雷达系统多目标跟踪时的射频隐身性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种组网雷达多目标跟踪时间资源与信号带宽联合优化方法，包括如下步骤：

(1)考虑由N部空间、时间、频率同步的两坐标相控阵雷达组成的组网雷达系统，在对多目标进行跟踪时，每部雷达只能接收并处理来自自身发射信号的目标回波，同时，各个时刻每部雷达最多只能跟踪一个目标；

(2)对于跟踪精度满足要求不需要雷达进行辐射的目标，假设飞机编队中所有飞机都装载了无源传感器，接收来自目标的辐射信号，并利用目标的辐射信号进行无源到达时间差定位；

(3)构建以照射目标指标、雷达二元选择变量和发射信号带宽为自变量的目标状态估计误差的预测贝叶斯克拉美-罗下界矩阵，将其作为该目标跟踪精度的衡量指标；

(4)在各个观测时刻，通过判断目标的预测跟踪精度是否满足约束条件决定该目标是否需要雷达开机进行照射；对于需要雷达照射的目标，再根据不同雷达对目标的预测跟踪精度选择使得所有目标预测跟踪精度之和最小的雷达和信号带宽分配方式进行照射。

优选的，步骤(2)中，对于跟踪精度满足要求不需要雷达进行辐射的目标，假设飞机编队中所有飞机都装载了无源传感器，接收来自目标的辐射信号，并利用目标的辐射信号进行无源到达时间差定位具体为：

设(x_i,y_i)为第i(1≤i≤N)部无源传感器的位置坐标，k时刻目标q和各部无源传感器之间的距离为：

其中，为k时刻目标q的位置；假设无源传感器1为主站，其余无源传感器为辅站，k时刻目标q辐射的信号到达主站和到达各个辅站之间的时间差为：

其中，c为电磁波传播速度。将式(1)代入式(2)中可以得到：

可以看出，式(3)是N-1个双曲线方程，根据双曲线的焦点可以确定k时刻目标q的位置，将作为无源传感器组网观测模型的观测值，观测模型表示为：

式中，为k时刻无源传感器组网对目标q的量测误差，是均值为零，方差为的高斯白噪声；