一种组网雷达系统多目标跟踪下的辐射参数控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108614261A(43)申请公布日2018.10.02(21)申请号201810477644.8(22)申请日2018.05.18(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人时晨光汪飞李海林周建江夏伟杰孔莹莹(74)专利代理机构南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)32249代理人杨晓玲(51)Int.Cl.G01S13/72(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图2页(54)发明名称一种组网雷达系统多目标跟踪下的辐射参数控制方法(57)摘要本发明公开了一种组网雷达系统多目标跟踪下的辐射参数控制方法，该方法所完成的主要任务是考虑由一部共用雷达发射机和多部雷达接收机组成的组网雷达系统，在满足预先给定各目标跟踪精度、检测性能以及组网雷达系统发射资源约束的条件下，自适应动态调整多目标跟踪过程中共用雷达发射机的采样间隔、驻留时间和辐射功率等辐射参数，最小化组网雷达系统的截获概率，从而提升多目标跟踪时组网雷达系统的射频隐身性能。CN108614261ACN108614261A权利要求书1/3页1.一种组网雷达系统多目标跟踪下的辐射参数控制方法，其特征是，包括如下步骤：步骤1)确定目标运动状态先验信息；步骤2)构建组网雷达系统多目标跟踪下的射频隐身性能表征指标；步骤3)确定目标跟踪性能门限，并构建组网雷达系统多目标跟踪下的辐射参数优化控制模型；步骤4)多目标跟踪自适应采样间隔优化选择；步骤5)确定满足各目标检测性能的共用雷达发射机驻留时间；步骤6)确定满足各目标检测性能的共用雷达发射机辐射功率。2.根据权利要求1所述的一种组网雷达系统多目标跟踪下的辐射参数控制方法，其特征是，所述步骤1)的具体内容为：组网雷达系统包括一部共用雷达发射机和MR部雷达接收机，在跟踪的各个时刻，由共用雷达发射机发射信号对Q个目标进行照射，各接收机接收经目标反射的雷达信号对各目标进行跟踪；假设Q个目标上均搭载有相同类型的截获接收机，根据通过电磁仿真计算预先获得的各目标雷达散射截面RCS的数据库与目标跟踪过程，获取各目标相对不同雷达发射机-接收机对的RCS以及目标相对雷达发射机与各接收机的距离。3.根据权利要求2所述的一种组网雷达系统多目标跟踪下的辐射参数控制方法，其特征是，所述步骤2)的具体内容为：采用Q个被跟踪目标上搭载的截获接收机对雷达发射机辐射信号的前段截获概率作为组网雷达系统射频隐身性能的表征指标，如下式所示：其中，式中，为k-1时刻预测k时刻组网雷达系统跟踪目标q时的截获概率；为k时刻共用雷达发射机对目标q的驻留时间；ΔTq(k)为根据k-1时刻量测信息得q到下一时刻对目标q的采样间隔；TI为目标q搭载截获接收机的搜索总时间；为目标q搭载截获接收机的搜索频带宽度，为目标q搭载截获接收机的步进频带宽度；为目标q搭载q截获接收机的虚警概率；Pt(k)为k时刻共用雷达发射机对目标q的辐射功率，Gt为雷达发射机的发射天线增益，为目标q搭载截获接收机在雷达发射机方向上的接收天线增益，λ为雷达发射机波长，为目标q搭载截获接收机的处理增益；为k-1时刻雷达发射机q与目标q之间的距离预测值，kB为玻尔兹曼常数，To为雷达接收机噪声温度，FI为目标q截获接收机的噪声系数。4.根据权利要求3所述的一种组网雷达系统多目标跟踪下的辐射参数控制方法，其特征是，所述步骤3)的具体步骤为：根据预先给定的目标q跟踪精度门限表征目标检测性能的信噪比SNR门限建立组网雷达系统多目标跟踪下的辐射参数优化控制模型：2CN108614261A权利要求书2/3页式中，Tr{·}表示求矩阵的迹，上标(·)-1表示矩阵的逆；为k-1时刻预测k时刻目标q的运动状态；为k-1时刻预测k时q刻目标q的先验信息Fisher信息矩阵FIM；共用雷达发射机对目标q辐射功率Pt(k)的最大值为最小值为驻留时间的最大值为最小值为Tr；下一时刻对目标q的采样q间隔ΔT(k)从预先设定的采样间隔集合Ω＝{ΔT1,ΔT2,…,ΔTN}中进行选择，且ΔT1＞ΔT2＞…＞ΔTN；表示k-1时刻组网雷达系统的预测SNR；式中，上标(·)T表示矩阵的转置；为k-1时刻目标q中运动模型m的预测概率；为k-1时刻目标q状态矢量的后验估计；为k-1时刻目标q的先验信息Fisher信息矩阵FIM；Qq为目标q过程噪声的协方差矩阵，表示为：其中，为目标q的过程噪声强度；为目标q在模型m时的状态转移矩阵，其中，m＝1,2,3，表示匀速运动模型；表示具有正角速度ω+的协调转弯运动3CN108614261A权利要求书3/3页模型；表示具有负角速度ω-的协调转弯运动模型；式中，Gr,i为第i部雷达接收机的接收天线增益，为