[发明专利]一种机载雷达通信一体化系统辐射功率优化设计方法

权利要求书

1.一种机载雷达通信一体化系统辐射功率优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、确定机载雷达通信一体化系统，该系统同时发射多个波束完成目标跟踪与通信数据传输功能；

S2、构建表征机载雷达通信一体化系统目标跟踪性能的距离跟踪误差与角度跟踪误差表达式，并构建表征机载雷达通信一体化系统通信性能的数据传输速率表达式；具体为：

距离跟踪误差δ_R表示为：

其中，c为光速，B₀为等效噪声带宽，f_r为雷达信号脉冲重复频率，T_d为雷达信号驻留时间，P_r为雷达信号辐射功率，N₀为噪声功率；

角度跟踪误差δ_θ表示为：

其中，θ₃为3dB波束宽度，K_AM为角灵敏度函数斜率，τ为雷达信号脉冲宽度；

数据传输速率R_c表达式为：

其中，B为信道带宽，P_c为通信信号辐射功率，N₀为噪声功率；

S3、建立机载雷达通信一体化系统辐射功率优化设计模型；具体为：

根据给定的距离跟踪误差阈值γ_R、角度跟踪误差阈值γ_θ、数据传输速率阈值γ_c，建立机载雷达通信一体化系统辐射功率优化设计模型，如下所示：

其中，P_r为雷达信号辐射功率，P_c为通信信号辐射功率，δ_R为距离跟踪误差，δ_θ为角度跟踪误差，R_c为数据传输速率，为雷达信号辐射功率的上限，为通信信号辐射功率的上限；

S4、对步骤S3建立的机载雷达通信一体化系统辐射功率优化设计模型进行求解。

2.根据权利要求1所述的机载雷达通信一体化系统辐射功率优化设计方法，其特征在于，步骤S4具体为：

由机载雷达通信一体化系统辐射功率优化设计模型中的第一个约束条件可知，为满足给定的距离跟踪误差阈值，则有：

其中，c为光速，B₀为等效噪声带宽，f_r为雷达信号脉冲重复频率，T_d为雷达信号驻留时间，P_r为雷达信号辐射功率，N₀为噪声功率，γ_R为给定的距离跟踪误差阈值；

通过代数运算，雷达信号辐射功率需满足下式：

由机载雷达通信一体化系统辐射功率优化设计模型中的第二个约束条件可知，为满足给定的角度跟踪误差阈值，则有：

其中，θ₃为3dB波束宽度，K_AM为角灵敏度函数斜率，τ为雷达信号脉冲宽度，γ_θ为角度跟踪误差阈值；

通过代数运算，雷达信号辐射功率需满足下式：

结合式(5)、式(7)及雷达信号辐射功率的上限满足机载雷达通信一体化系统辐射功率优化设计模型的雷达信号辐射功率最优值为：

其中，(·)^*表示参数的最优值，min[a,b,…]表示取a,b,…中的最小值；

由机载雷达通信一体化系统辐射功率优化设计模型中的第三个约束条件可知，为满足给定的数据传输速率阈值，则有：

其中，B为信道带宽，P_c为通信信号辐射功率，N₀为噪声功率，γ_c为数据传输速率阈值；

通过代数运算，通信信号辐射功率需满足下式：

结合式(11)及通信信号辐射功率的上限满足机载雷达通信一体化系统辐射功率优化设计模型的通信信号辐射功率最优值为：