一种基于脉冲交错的数字阵列雷达任务优化调度方法.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CN106682820A(43)申请公布日2017.05.17(21)申请号201611152230.5(22)申请日2016.12.14(71)申请人中国人民解放军空军工程大学地址710000陕西省西安市灞桥区长乐东路甲字一号(72)发明人张群孟迪罗迎陈怡君孙莉林永照梁必帅(74)专利代理机构北京挺立专利事务所(普通合伙)11265代理人叶树明(51)Int.Cl.G06Q10/06(2012.01)权利要求书4页说明书9页附图6页(54)发明名称一种基于脉冲交错的数字阵列雷达任务优化调度方法(57)摘要提供一种基于脉冲交错的数字阵列雷达任务优化调度方法，包括：第一步：分别建立搜索，跟踪与成像任务的任务模型；第二步：设计合理有效的雷达任务优先级；第三步：建立调度模型，在满足资源约束的前提下，对各个雷达成像任务进行调度；判断成像任务是否满足期望成像质量并确定在下一调度间隔执行的雷达任务。建立了合理的脉冲交错驻留的资源调度模型，实现了对多目标搜索与跟踪的同时对部分精密跟踪目标进行稀疏孔径认知ISAR成像，有效提高雷达工作效率并获得高质量的成像效果。CN106682820ACN106682820A权利要求书1/4页1.一种基于脉冲交错的数字阵列雷达任务优化调度方法，包括下列步骤：第一步：分别建立搜索，跟踪与成像任务的任务模型；第二步：设计合理有效的雷达任务优先级；第三步：在满足资源约束的前提下，对各个雷达成像任务进行调度；判断成像任务是否满足期望成像质量并确定在下一调度间隔执行的雷达任务。2.根据权利要求1所述的一种基于脉冲交错的数字阵列雷达任务优化调度方法，所述的第一步具体为：建立搜索与跟踪任务模型如下：T＝{et,st,tx,tw,tr,ω,M,pri,Pt,P)(1)其中，et为任务的期望调度起始时刻；st为任务的实际调度起始时刻；tx,tw,tr分别为任务驻留脉冲的发射期，等待期和接收期；ω为任务的时间窗；M为脉冲重复个数；pri为脉冲重复周期；Pt为脉冲发射功率；P为任务优先级；对于跟踪任务，若第i个目标到雷达的距离为则第i个任务驻留的等待期长度可以通过目标的预测位置信息计算得出：对于搜索任务，在没有目标的先验信息的情况下，一般无法获得回波返回接收机的时间；为了保证在搜索脉冲发射后能够有效接收到雷达回波信号，一旦发射期结束，天线系统就必须处于接收状态直到最大可驻留等待时间；建立成像任务模型如下：T＝{et,st,tx,tw,tr,ω,M,pri,Pt,P}(3)其中，et为成像任务的期望调度起始时刻，取决于精密跟踪任务进入稳定跟踪阶段的时刻；M表示任务的方位向观测维度，即稀疏孔径ISAR成像的脉冲个数，其本质与搜索和跟踪任务中的脉冲重复个数相同，因此用相同符号来表示；ω为成像任务的时间窗，与精密跟踪任务的跟踪时间有关；其余参数与式(1)中定义相同；由于目标的距离向尺寸会影响雷达回波的到达时间，为了保证成像质量，需要对接收脉冲进行适当拓宽；若第i个目标到雷达的距离为距离向尺寸为则第i个成像任务的实际接收脉冲的宽度应设为：3.根据权利要求1所述的一种基于脉冲交错的数字阵列雷达任务优化调度方法，所述的第二步具体为：将跟踪分为精密跟踪与普通跟踪，则将第i个精密跟踪任务和普通跟踪任务的优先级分别定义为：2CN106682820A权利要求书2/4页其中，a1,a2,a3为调整系数(a1,a2,a3≥0,a1+a2+a3＝1)，代表不同目标信息对优先级的影响程度；显然，精密跟踪任务的优先级范围在2～3之间，普通跟踪任务的优先级范围在1～2之间；将搜索任务分为高优先级搜索(优先级为3)与低优先级搜索(优先级为0)；假设搜索到新的目标后仅发射一个验证波束进行确认，随后将其加入现有跟踪任务链表中，对其进行特征认知并计算跟踪优先级，并在下一个调度间隔内安排调度；当某个精密跟踪任务进入稳定跟踪阶段后(设雷达发射li个波束对其进行跟踪照射后进入稳定跟踪阶段)，在下一个调度间隔内对其采用边跟踪边成像策略；若在一个调度间隔内存在多个进入稳定跟踪阶段的跟踪任务，在下一个调度间隔内按跟踪优先级对其依次成像；将进入稳定跟踪阶段的第Mi个成像任务的优先级定义为：成像任务的优先级范围在0～1之间，由于对某个成像任务的调度通常要经过若干个调度间隔，为了保证成像过程中雷达发射的脉冲不被浪费，对不同成像任务采用优先级动态调整策略，即若第k个调度间隔执行了第i个成像任务，则在对第i个调度间隔进行资源分配时，将第i个成像任务的优先级适当提高：Pi,k+1＝Pi,k+ΔP(8)其中ΔP为优先级增长步进值；为了更好的利用数字阵列雷达的时间资源对尽可能多的精密跟踪目标进行成像，对不同成像目标的成像积累时