[发明专利]一种机载相控阵雷达低空目标最优搜索方法

说明书

本发明公开一种机载相控阵雷达低空目标最优搜索方法，应用于雷达信号处理技术领域，针对现有技术存在的对于复杂的低空环境，难以实现目标的有效检测的问题，本发明首先根据机载平台运动规律和搜索探测空间构型导出空域搜索模型；然后利用地面高程先验信息实时解算各搜索波束位置的最优距离门；再根据机场位置和规模信息导出各搜索波束位置的实时目标出现概率分布，以获取搜索空域内目标分布权重；最后，将最优搜索问题被转化为最小平均发现时间和最大平均检测概率约束下的多目标优化问题，通过遗传算法求解各波束位置的最优搜索数据率。

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，特别涉及一种机载相控阵雷达低空目标搜索技术。

背景技术

相比传统机械扫描雷达，相控阵雷达利用的电控阵列天线提供了极强的波束捷变能力和波束控制能力在空域搜索、监视及预警系统中发挥着极为重要的作用。然而，在现有相控阵雷达的常规搜索模式时间消耗过长，导致重访效率低，不利于及时发现目标。此外，对于低空目标的搜索探测，还需解决强地杂波下的低检测概率难题。

为实现有限搜索资源下实现雷达搜索性能的最优化，文献“Xu B,Yang C,Mao S,et al.Adaptive search strategy in phased array radars[C],InternationalConference on Radar,IEEE Xplore,2001.”提出了一种基于空域划分的搜索算法，通过手动设定不同空域的权重，降低了空域目标的发现时间，但是该方法依赖于用户参数，无法实现自适应搜索探测。文献“Lu J,Hu W,Xiao H,et al.Novel cued search strategy basedon information gain for phased array radar[J],Journal of Systems Engineeringand Electronics,2008,pp.292-297.”基于引导信息，提出了一种基于最大信息增益原理的搜索策略，该方法在雷达检测前预测每个波束位置的信息增益，并依照最大信息增益大小顺序搜索各波束位置，提高了搜索效率。但是，该方法是基于目标的指示引导信息从而对小范围空域进行的优化搜索，对于大范围搜索的低空目标，往往难以得到有效的指示引导信息。文献“Wu Q,Jin L,Feng Z,et al.Optimal guided search based on averagediscovering time for phased array radar[C].2016 CIE International Conferenceon Radar(RADAR).2016.”利用目标威胁度信息进行空域划分，建立了目标平均发现时间模型，得到了单目标和多目标条件下的最优搜索参数。然而，该方法没有考虑平均目标检测概率，对于复杂的低空环境，难以实现目标的有效检测。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种记载相控阵雷达低空目标最优搜索方法，充分利用DEM与起降区位置等先验知识，结合机载雷达搜索模型，消除了低空目标的地杂波影响。

本发明采用的技术方案为：一种机载相控阵雷达低空目标最优搜索方法，包括：

A1、根据利用地面高程先验信息实时解算各搜索波束位置的最优距离门；

A2、根据最优距离门得到目标检测概率；

A3、根据利用地面高程先验信息、机场位置信息以及机场规模信息，得到搜索空域内目标分布权重；

A4、根据搜索空域内目标分布权重与目标检测概率，得到平均目标检测概率；

A5、以最大平均目标检测概率和最短目标发现时间为目标优化函数，将最优搜索问题转化为搜索资源有限条件下的约束多目标优化问题；

A6、通过求解步骤A5中的多目标优化问题，得到最优搜索结果。

步骤A1所述最优距离门计算式为：