[发明专利]面向低截获的组网雷达驻留时间与辐射功率联合优化方法

说明书

本发明的面向低截获的组网雷达驻留时间与辐射功率联合优化方法，包括S1、确定组网雷达系统架构及其任务；S2、以各雷达驻留时间和辐射功率为自变量，构造目标状态估计误差的预测贝叶斯克拉美‑罗下界矩阵，取预测贝叶斯克拉美‑罗下界矩阵的迹作为目标跟踪精度的衡量指标；S3、以k时刻各雷达照射目标的驻留时间资源和辐射功率资源加权和F_k为优化目标函数；S4、建立面向低截获的组网雷达驻留时间与辐射功率联合优化模型；S5、利用内点法对面向低截获的组网雷达驻留时间与辐射功率联合优化模型进行求解。本发明降低了组网雷达系统的射频辐射资源消耗，有效提升了其低截获性能。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理的技术，具体涉及面向低截获的组网雷达驻留时间与辐射功率联合优化方法。

背景技术

近年来，组网雷达系统如多基地雷达和多输入多输出雷达等引起了学术界的广泛关注。与传统的单基地雷达系统相比，组网雷达系统具有诸多潜在优势，如优越的波形分集增益、空间分集增益和更好的目标检测跟踪性能等。

对于组网雷达系统在目标跟踪下的资源分配问题，国内外学者提出了一系列资源分配管理方法，目的是充分地利用系统潜力，提升系统性能。根据优化目标，这些方法可以分为两类。第一类是在组网雷达系统有限的发射资源约束下，尽可能的提高目标的跟踪精度。第二类是在满足目标跟踪精度要求的前提下，最小化组网雷达系统的辐射资源消耗。

在现代作战环境中，随着无源探测设备的广泛使用，低截获技术是组网雷达系统必须着重考虑的问题。然而，现有技术中尚未有面向低截获的组网雷达驻留时间与辐射功率联合优化方法。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种面向低截获的组网雷达驻留时间与辐射功率联合优化方法。

技术方案：本发明的面向低截获的组网雷达驻留时间与辐射功率联合优化方法，包括以下步骤：

S1、确定组网雷达系统架构及其任务；

S2、以各雷达驻留时间和辐射功率为自变量，构造目标状态估计误差的预测贝叶斯克拉美-罗下界矩阵，取预测贝叶斯克拉美-罗下界矩阵的迹作为目标跟踪精度的衡量指标；

S3、以k时刻各雷达照射目标的驻留时间资源和辐射功率资源加权和F_k为优化目标函数；

S4、建立面向低截获的组网雷达驻留时间与辐射功率联合优化模型；

S5、利用内点法对面向低截获的组网雷达驻留时间与辐射功率联合优化模型进行求解。

进一步的，步骤S1中考虑有N_rad部单基地相控阵雷达构成的组网雷达系统对单目标进行跟踪，这些雷达分散部署于二维空间中并保持时间、空间、频率同步，且每部雷达只能接收并处理来自自身发射信号的目标回波。

进一步的，步骤S2具体为：

目标的贝叶斯信息矩阵计算表达式为：

其中，(·)^-1表示矩阵的逆运算，J(X_k|k-1)为目标的贝叶斯信息矩阵；为k-1时刻预测k时刻的目标状态向量，其中，(·)^T表示矩阵或矢量的转置运算，(x_k|k-1,y_k|k-1)表示k-1时刻预测k时刻的目标位置，表示k-1时刻预测k时刻的目标运动速度，N_rad表示单基地相控阵雷达的数量；Q为过程噪声协方差矩阵，其数学表达式为：

其中，ΔT₀为采样间隔，表示矩阵直积运算，I₂为2阶单位矩阵，r为过程噪声强度；F为目标状态转移矩阵，其数学表达式为：