面向射频隐身的组网雷达多目标跟踪下射频辐射资源优化分配算法

针对组网雷达系统多目标跟踪场景,该文提出一种面向射频(RF)隐身的组网雷达射频辐射资源优化分配算法。首先,采用目标跟踪误差的贝叶斯克拉美-罗下界(BCRLB)作为目标跟踪性能指标。其次,以各雷达照射目标的驻留时间资源和辐射功率资源加权和为优化目标,以BCRLB不大于给定目标跟踪精度阈值及系统射频辐射资源作为约束条件,建立了包含雷达节点分配方式、驻留时间和辐射功率3个优化变量的优化模型。然后,采用两步分解法对上述优化模型进行了求解,即先固定雷达节点选择,利用内点法对简化后的非凸非线性优化模型进行求解,之后再通过匈牙利算法确定最佳雷达节点分配方式。仿真结果表明,相较于辐射资源均匀分配算法,所提算法可以有效降低组网雷达的射频资源消耗,提升系统射频隐身性能。     

面向射频隐身的组网雷达多目标跟踪下射频辐射资源优化分配算法

针对组网雷达系统多目标跟踪场景,该文提出一种面向射频(RF)隐身的组网雷达射频辐射资源优化分配算法.首先,采用目标跟踪误差的贝叶斯克拉美-罗下界(BCRLB)作为目标跟踪性能指标.其次,以各雷达照射目标的驻留时间资源和辐射功率资源加权和为优化目标,以BCRLB不大于给定目标跟踪精度阈值及系统射频辐射资源作为约束条件,建立了包含雷达节点分配方式、驻留时间和辐射功率3个优化变量的优化模型.然后,采用两步分解法对上述优化模型进行了求解,即先固定雷达节点选择,利用内点法对简化后的非凸非线性优化模型进行求解,之后再通过匈牙利算法确定最佳雷达节点分配方式.仿真结果表明,相较于辐射资源均匀分配算法,所提算法可以有效降低组网雷达的射频资源消耗,提升系统射频隐身性能.     

机载机会阵雷达目标跟踪的最小驻留时间优化

机载机会阵雷达的孔径多变性使其射频辐射功率控制区间可以进行空间任意指向.首先,给出了飞行器机会阵雷达的多孔径特性,说明其多个孔径值的连续变化可以用三角函数近似建模;然后,为了松弛目标跟踪过程中预测误差协方差的强约束,改善目标跟踪性能,设计了布莱克曼窗与汉明窗之比作为预测误差协方差的松弛因子;最后,基于射频隐身分析并建立了机载机会阵雷达的驻留时间优化模型.仿真结果表明,利用交互式多模型、基于后验克拉美罗下界约束的驻留时间优化设计,不仅具有较好的射频隐身性能,而且能节约机载机会阵雷达资源,改善机载机会阵雷达目标跟踪性能.     

基于射频隐身的采样周期和辐射功率控制方法研究

为进一步提高雷达的射频隐身能力,合理分配相控阵雷达的工作参数,在目标跟踪时,对雷达的采样周期和辐射功率控制方法进行研究。首先,根据目标运动状态的不同,对雷达采样周期与辐射功率自适应设计方法进行分析,在满足系统跟踪性能要求的前提下,建立了控制参数的优化模型;然后,利用粒子群算法优化自适应采样周期和自适应辐射功率等参数,有效地降低了跟踪性能误差,提高了雷达系统的射频隐身性能。与传统的雷达采样周期和辐射功率算法进行了仿真比较,结果表明所提的算法取得了较好射频隐身效果。     

MIMO雷达搜索模式下的射频隐身算法

为提高MIMO雷达在电子战中的生存能力,分析了雷达各参数与其搜索性能及射频隐身性能的关系,建立了MIMO雷达搜索模式下的射频隐身性能优化模型,其中射频隐身性能综合考虑了MIMO雷达的截获因子及搜索帧周期。在此基础上,给出了一种MIMO雷达搜索模式下的射频隐身优化算法,该算法通过自适应地控制雷达系统天线划分的子阵数、信号占空比、波束驻留时间以及搜索帧周期,在满足雷达系统检测性能及搜索时间资源约束的要求下,优化雷达系统的射频隐身性能。仿真结果表明,MIMO雷达采用搜索模式下的射频隐身算法,能在保证检测性能的条件下,相比非射频隐身的搜索状态,获得更好的射频隐身性能。     

基于数字化样机的雷达目标跟踪技术仿真与验证

在机载火控雷达作战过程中,载机常常会根据作战需求做大幅机动,使目标相对于载机的运动变得复杂。在目标航迹滤波过程中引入载机惯导数据,可减小相对运动的不确定性,提高目标航迹估计精度和目标跟踪稳定性。雷达数字化样机是雷达物理样机功能和电性能在计算机内的一种映射。利用数字化样机的仿真测试环境可快速、全面、准确反映真实雷达功能、电性能等方面的特征和特性,数据处理的航迹跟踪性能评估均可以实时显示。文中利用数字化样机的参数级仿真测试功能对载机惯导补偿滤波算法进行仿真和验证。     

一种基于跟踪精度控制的组网火控雷达抗ARM方法

分析了火控雷达目标跟踪及间歇辐射原理,提出了一种保精度抗反辐射导弹(ARM)方法.该方法通过改进递推式自适应滤波算法,实时控制跟踪精度,来调节组网火控雷达的辐射时间和规律,从而最大限度地降低雷达信号被截获的概率.从仿真结果可以看出,与正常工作雷达相比,该方法可以使火控雷达同时实现对反辐射导弹载机的准确跟踪和对反辐射导弹...     

射频辐射功率控制原理与实现方法研究

分析了基于截获因子模型的有源相控阵雷达辐射功率控制原理,提出了雷达实现低截获的最小功率控制策略.基于运动目标探测性能与隐身性能约束下的目标探测最优化,分析了雷达驻留时间等控制参数对探测性能的影响,给出了控制参数的优化模型,得出了满足隐身要求下相控阵雷达的最优控制.理论分析和仿真验证了功率控制策略的合理性和最优控制参数选择的有效性.     

防空雷达网对多隐身目标的协同检测与跟踪

针对防空雷达网对多隐身目标检测与跟踪时雷达分配问题,该文将二值粒子群优化(BPSO)用于雷达分配,结合粒子滤波,提出了一种隐身目标的协同检测与跟踪算法。该算法将雷达分配问题转化成组合优化问题,根据目标的隐身特性设计雷达分配方案(RAS),借助随机分布的检测粒子计算不同RAS对新生目标的检测概率,同时根据RAS对已跟踪目标位置的后验克拉美罗界衡量跟踪精度,采用BPSO算法在RAS中进行全局搜索,选择最优分配方案进行粒子滤波与融合跟踪。与现有算法相比,该算法不仅能够及时检测新生目标,而且能够利用组网优势持续且优化跟踪隐身目标,使网络的整体跟踪精度得到显著提高,实现多目标协同跟踪。     

目标跟踪时基于射频隐身的采样周期设计

为进一步提高雷达的射频隐身能力,在分析相控阵雷达采样周期与射频隐身性能的关系的基础上,基于交互多模型算法,提出了目标跟踪时基于射频隐身的采样周期设计方法, 根据运动状态的不同,自适应设计下一时刻的采样周期。首先对目标跟踪算法中的运动目标设定期望的协方差,利用协方差控制方法求出各模型的采样周期,然后利用跟踪算法更新后的模型概率对各模型采样周期进行加权求和,在满足跟踪精度同时,有效地设计了采样周期。本文算法与传统的采样周期算法、公式法进行比较,仿真结果表明本文算法具有较好跟踪性能的同时,增大了跟踪过程中的采样周期,从而显著提高了雷达射频隐身性能。      

Adaptive resource management algorithm for target tracking in radar network based on low probability of intercept

In this paper, a low probability of intercept (LPI) performance driven adaptive resource management algorithm for target tracking in a radar network is presented, where the radar network consists of a dedicated radar transmitter and multiple receivers. Firstly, the intercept probability for radar network systems is derived. Then, an adaptive resource management scheme based on LPI is proposed, in which a novel objective function for LPI performance is defined and minimized by optimizing the revisit interval, dwell time, and transmit power in radar networks to guarantee a specific target tracking accuracy with passive time difference of arrival and frequency difference of arrival cooperation. Numerical simulations demonstrate the superior performance of the proposed adaptive resource management scheme over other methods via Monte Carlo simulations.     

基于临空目标RCS预测的相控阵雷达资源自适应分配方法

针对相控阵雷达(PAR)探测临近空间高超声速目标(HGV)时雷达资源消耗过大、量测精度不高的问题,该文提出一种基于临空目标雷达截面积(RCS)预测的雷达资源自适应分配方法。该方法根据滑窗内目标状态与RCS信息,利用贝叶斯后验概率公式预测下一时刻目标RCS,并针对性地调整发射脉冲驻留时长,实现雷达资源的动态调整,使目标回波信号信噪比保持稳定,提高雷达跟踪性能。仿真实验表明,所提算法能较准确估计出目标RCS,进而自适应分配雷达资源,达到在不增加雷达资源消耗前提下提升跟踪精度的目的。     

中速搜索引导长驻留采集的搜索调度方法

针对雷达信号侦察系统搜索时间长、截获概率低的问题,文中提出了一种基于空域宽开雷达信号侦察系统的搜索调度方法来优化设计驻留时间。根据驻留时间的长短,将驻留时间分为仅能截获单个雷达脉冲的中等驻留时间和可截获多个雷达脉冲的长驻留时间。搜索开始阶段使用较短的中等驻留时间用于频域的快速扫描,在截获信号后将驻留时间调整为长驻留时间,以便采集雷达信号用于频率及周期结构分析。仿真结果表明,提出的算法可合理利用系统资源,提高系统的截获性能,为现有雷达对抗侦察系统设计提供了有益参考。     

基于BLUE与PCRLB的快速雷达资源管理

为提高相控阵雷达资源管理的实时性,提出了一种基于最优线性无偏估计滤波(Best Linear Unbiased Estimation,BLUE)和后验克拉美罗界(Posterior Cramer-Rao Lower Bound,PCRLB)的快速雷达资源管理算法.首先,使用BLUE算法代替传统跟踪滤波算法,完成目标跟踪,并得到目标在直角坐标系下的状态估计;然后,快速计算得到PCRLB作为代价函数,形成雷达资源管理模型;最后,利用该模型对多目标进行波束和驻留时间的分配.仿真结果表明,该算法以BLUE方法进行跟踪滤波,避免了传统PCRLB计算中雅可比矩阵(Jacobian Matrix)的运算,在保持跟踪精度的同时大幅减少运算量;以两步资源管理算法完成对波束、驻留时间的联合管理,合理分配雷达资源.     

三轴机载光电系统的模糊滑模鲁棒控制方法

为了克服机体振动和气流扰动对三轴机载光电系统对准精度的影响,提出了一种模糊滑模鲁棒控制方法。首先根据坐标转换关系建立了三轴机载光电系统的数学模型,然后引入模糊算法准确估计干扰大小,并设计了模糊滑模鲁棒控制律,最后给出了稳定性分析,能够确保三轴机载光电系统对目标方位的高精度跟踪。仿真结果表明:提出的方法与分数阶控制方法相比,表现出了更优的控制效果,可在300 ms内稳定跟踪指令信号,最大干扰估计误差仅为0.2 N·m,且具有更高的控制精度,对俯仰角、滚转角和航向角的最大跟踪误差分别仅为0.5°、0.7°和0.4°,大幅提高了三轴机载光电系统的对准精度。     

基于非线性机会约束规划的多基雷达系统稳健功率分配算法

现有多基雷达系统(MSRS)功率分配算法都假设目标的雷达散射截面(RCS)信息先验已知。针对上述问题,该文将目标的RCS建模为分布未知的随机变量,提出一种基于非线性机会约束规划(NCCP)的MSRS稳健功率分配算法,用于处理RCS参数的不确定性。该文首先推导了目标跟踪误差的贝叶斯克拉美罗界(BCRLB)。然后以最小化MSRS各个时刻发射功率为目标,在满足BCRLB不大于给定误差的概率超过某一置信水平的条件下建立了NCCP模型,并用条件风险价值(CVaR)松弛结合抽样平均近似(SAA)算法对此问题进行了求解。最后,仿真实验验证了算法的有效性和稳健性。     

雷达目标角度跟踪环路滤波器设计新方法

角度跟踪环路在机载雷达对目标的距离、速度、角度3维联合跟踪中起着至关重要的作用。该文分析指出传统采用卡尔曼滤波算法形成角度跟踪环路对机动目标角度进行跟踪时跟踪精度低,角跟踪误差收敛速度慢的缺点,提出弯曲度检测跟踪环路滤波器(Bend Degree Tracking Loop Filter, BDTLF)设计方法,其利用弯曲度检测角度曲线拐点,自适应地调节环路滤波器环路等效噪声带宽,并以此来控制角度跟踪环路。此算法加快了角跟踪误差的收敛速度,减轻了拐点处的角度滤波扰动,保持了滤波性能的连续性。计算机仿真结果验证了该文方法相比于卡尔曼滤波算法、粒子滤波算法、-- 滤波算法及恒定系数环路滤波器方法,对弱机动目标角度跟踪具有更加出色的性能。     

基于射频隐身的雷达跟踪状态下单次辐射能量实时控制方法

战斗机跟踪状态下单次辐射能量控制是隐身作战的重要手段.首先,建立跟踪状态下截获概率模型,提出了衡量跟踪状态下射频隐身能力指标;其次,以截获概率为优化目标,以雷达检测为约束条件,建立了单次辐射能量实时最优控制模型;再次,对模型进行求解,得到了基于射频隐身的雷达跟踪状态下单次辐射能量实时控制方法;最后,通过仿真计算和与传统的固定照射时间的功率最小法进行比较,验证了该方法的有效性和正确性.     

一种机载GMTI雷达点迹凝聚方法研究

机载GMTI雷达对地面运动目标探测时,由于目标在距离和方位向扩散严重,在进行目标凝聚时难以获取目标的精确位置,导致目标跟踪精度差、虚警率高,难以满足实际使用需求。针对这一难题,本文提出了一种针对机载GMTI雷达原始点迹的凝聚方法,首先基于构建的点扩散函数对目标进行信号幅度复原处理,再进行点迹质心凝聚,并对凝聚后的点迹进行二次检测,对检测后的凝聚点迹进行跟踪处理。通过对实际飞行数据进行分析处理,验证了本方法对提升目标跟踪精度、降低跟踪虚警率的有效性。