一種空間-頻率-極化組合協(xié)同探測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種空間-頻率-極化組合協(xié)同探測(cè)方法，考慮目標(biāo)姿態(tài)角的隨機(jī)性，采取在方位上取加權(quán)平均檢測(cè)概率最大的方法來(lái)對(duì)協(xié)同網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)雷達(dá)空間屬性、頻率屬性、雷達(dá)極化屬性進(jìn)行配置，構(gòu)建的協(xié)同探測(cè)系統(tǒng)能夠聯(lián)合實(shí)現(xiàn)空間-頻率-極化分集技術(shù)，較其他雷達(dá)系統(tǒng)獲取了更多更豐富的目標(biāo)多樣性信息，檢測(cè)性能更高，威力范圍更大，進(jìn)一步的，采用將節(jié)點(diǎn)雷達(dá)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的模式，使得該協(xié)同探測(cè)方法具有抗摧毀、抗干擾、自組織化等網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種空間-頻率-極化組合協(xié)同探測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]單基地雷達(dá)將大范圍的防空區(qū)域切割為部分互相覆蓋的多個(gè)子區(qū)域，每部雷達(dá)利用天線的不停掃描(機(jī)掃或相掃)，完成其中一個(gè)子區(qū)域全方位監(jiān)測(cè)，多部雷達(dá)就覆蓋整個(gè)防空區(qū)域。由于各類飛行目標(biāo)的迅速發(fā)展，降低了傳統(tǒng)雷達(dá)的探測(cè)性能，導(dǎo)致雷達(dá)威力范圍縮小，形成了很多縫隙洞。
[0003]為拓展雷達(dá)威力范圍，可采用增加雷達(dá)功率孔徑積、改進(jìn)雷達(dá)后端信號(hào)處理、采用雷達(dá)組網(wǎng)等手段。其中，增加雷達(dá)發(fā)射機(jī)功率不僅提高了硬件成本和技術(shù)難點(diǎn)；近些年來(lái)主要采用后端信號(hào)處理手段改善雷達(dá)系統(tǒng)的探測(cè)性能，其對(duì)探測(cè)性能改善有限，很難達(dá)到對(duì)隱身目標(biāo)的探測(cè)要求；雷達(dá)組網(wǎng)雖然可以利用多個(gè)雷達(dá)節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行聯(lián)合處理，但是其存在信息融合層次低、空間分集的分集路徑少，探測(cè)維度低等缺點(diǎn)，仍然無(wú)法達(dá)到對(duì)隱身目標(biāo)的探測(cè)要求。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種基于認(rèn)知優(yōu)化的空間-頻率-極化組合協(xié)同探測(cè)方法。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是，一種空間-頻率-極化組合協(xié)同探測(cè)方法，包括以下步驟:
[0006]步驟1、獲取目標(biāo)的先驗(yàn)?zāi)繕?biāo)特性后配置各節(jié)點(diǎn)雷達(dá)空間屬性、頻率屬性、雷達(dá)極化屬性，使得各節(jié)點(diǎn)雷達(dá)從不同空間、不同發(fā)射頻率、不同極化方式下的獲取目標(biāo)雷達(dá)散射截面RCS信息；
[0007]獲取先驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的目標(biāo)特性后配置各節(jié)點(diǎn)雷達(dá)空間屬性、頻率屬性、雷達(dá)極化屬性的具體方法是:
[0008]< 歹，P: 7 >= arg max「o)' P1 (SNR11) + ω,Pi (SNR11 ) +...+ (% P, (SNRik ) I
e.p.j L1‘ΛΛ 」
[0009]其中，歹=表示使得加權(quán)平均檢測(cè)概率達(dá)到最大所對(duì)應(yīng)的M個(gè)節(jié)點(diǎn)
的空間觀測(cè)角度的集合，μ為節(jié)點(diǎn)雷達(dá)總數(shù)；.....Tj表示使得加權(quán)平均檢測(cè)概率
達(dá)到最大時(shí)M個(gè)節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的發(fā)射頻率的集合，盧=[A.巧，….Pm ]表示使得加權(quán)平均檢測(cè)概率達(dá)到最大時(shí)M個(gè)節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的極化方式的集合；ωη表示第η個(gè)姿態(tài)角的權(quán)系數(shù)，η =
1,2,...,N, N為目標(biāo)在范圍[-180° , 180]劃分出的內(nèi)姿態(tài)角總個(gè)數(shù)，)表示在目標(biāo)姿態(tài)角θ n下的個(gè)節(jié)點(diǎn)雷達(dá)的平均檢測(cè)概率；
[0010]步驟2、各節(jié)點(diǎn)雷達(dá)天線指向同一觀測(cè)區(qū)域，接收各節(jié)點(diǎn)獲取的目標(biāo)信息進(jìn)行信號(hào)融合，以提取目標(biāo)信息得出探測(cè)結(jié)果。[0011]由于目標(biāo)姿態(tài)角0/在[-180° 180]內(nèi)出現(xiàn)的概率是隨機(jī)的，考慮目標(biāo)姿態(tài)角的隨機(jī)性，采取在方位上取加權(quán)平均檢測(cè)概率最大的方法來(lái)對(duì)協(xié)同網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)雷達(dá)空間屬性、頻率屬性、雷達(dá)極化屬性進(jìn)行配置。本發(fā)明提出的頻率-極化組合協(xié)同探測(cè)利用空間分集獲取目標(biāo)多樣性信息時(shí)存在單一性的問(wèn)題，采用頻率分集技術(shù)和極化分集技術(shù)使得協(xié)同探測(cè)網(wǎng)雷達(dá)可以獲取更豐富的目標(biāo)多樣性信息，克服了協(xié)同探測(cè)網(wǎng)獲取目標(biāo)多樣性單一而對(duì)某類目標(biāo)檢測(cè)能力下降的問(wèn)題。
[0012]進(jìn)一步的，采用控制中心通過(guò)通信鏈路與各節(jié)點(diǎn)雷達(dá)互連，由控制中心控制各節(jié)點(diǎn)雷達(dá)件的數(shù)據(jù)傳輸與信息共享。
[0013]本發(fā)明的有益效果是，構(gòu)建的協(xié)同探測(cè)系統(tǒng)能夠聯(lián)合實(shí)現(xiàn)空間-頻率-極化分集技術(shù)，較其他雷達(dá)系統(tǒng)獲取了更多更豐富的目標(biāo)多樣性信息，檢測(cè)性能更高，威力范圍更大，進(jìn)一步的，采用將節(jié)點(diǎn)雷達(dá)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的模式，使得該協(xié)同探測(cè)方法具有抗摧毀、抗干擾、自組織化等網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為實(shí)施例流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了方便描述本發(fā)明描述的內(nèi)容，首先做以下術(shù)語(yǔ)定義:
[0016]空間分集:是指雷達(dá)系統(tǒng)利用多個(gè)間距很大的天線，從不同方向觀測(cè)目標(biāo)得到雷達(dá)散射截面RCS信息。
[0017]頻率分集:是指雷達(dá)系統(tǒng)通過(guò)發(fā)射多個(gè)間隔較大載頻的電磁波對(duì)空間目標(biāo)進(jìn)行照射，利用目標(biāo)對(duì)不同頻率電磁波反射強(qiáng)度的不同，以獲取不同頻率信息的RCS信息。
[0018]極化分集:是指雷達(dá)系統(tǒng)通過(guò)雙極化天線分別發(fā)射水平極化電磁波和垂直極化電磁波，利用目標(biāo)會(huì)改變電磁波的極化現(xiàn)象，可以獲取4種極化方式的目標(biāo)雷達(dá)散射截面RCS信息。
[0019]如圖1所示，空間-頻率-極化組合協(xié)同探測(cè)包括以下步驟:
[0020]步驟一、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建:
[0021]1、構(gòu)建雷達(dá)節(jié)點(diǎn)屬性:
[0022]I.1、構(gòu)建節(jié)點(diǎn)空間屬性
[0023]節(jié)點(diǎn)空間屬性構(gòu)建是將M雷達(dá)節(jié)點(diǎn)通過(guò)廣散布局，使得各雷達(dá)節(jié)點(diǎn)可以從不同方向觀測(cè)目標(biāo)，以獲取目標(biāo)空間多樣性信息，為滿足空間分集條件，各節(jié)點(diǎn)雷達(dá)空間屬性應(yīng)滿足:
【權(quán)利要求】
1.一種空間-頻率-極化組合協(xié)同探測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1、獲取目標(biāo)的先驗(yàn)?zāi)繕?biāo)特性后配置各節(jié)點(diǎn)雷達(dá)空間屬性、頻率屬性、雷達(dá)極化屬性，使得各節(jié)點(diǎn)雷達(dá)從不同空間、不同發(fā)射頻率、不同極化通道分別來(lái)獲取目標(biāo)空間、頻率以及極化多樣性信息； 獲取先驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的目標(biāo)特性配置各節(jié)點(diǎn)雷達(dá)空間屬性、頻率屬性、極化屬性的具體方法是:
2.如權(quán)利要求1所述一種空間-頻率-極化組合協(xié)同探測(cè)方法，其特征在于，所述各節(jié)點(diǎn)雷達(dá)空間屬性還應(yīng)滿足:
3.如權(quán)利要求1所述一種空間-頻率-極化組合協(xié)同探測(cè)方法，其特征在于，所述各節(jié)點(diǎn)雷達(dá)頻率屬性還需要滿足各節(jié)點(diǎn)的發(fā)射頻率Λ fc間隔滿足:
，其中，c為光速，Ld為目標(biāo)孔徑。
4.如權(quán)利要求1所述一種空間-頻率-極化組合協(xié)同探測(cè)方法，其特征在于，各節(jié)點(diǎn)間通信采用光纖作為通信鏈路的傳輸媒介。
5.如權(quán)利要求1所述一種空間-頻率-極化組合協(xié)同探測(cè)方法，其特征在于，采用控制中心通過(guò)通信鏈路與各節(jié)點(diǎn)雷達(dá)互連，由控制中心控制各節(jié)點(diǎn)雷達(dá)件的數(shù)據(jù)傳輸與信息共享。
6.如權(quán)利要求1所述一種空間-頻率-極化組合協(xié)同探測(cè)方法，其特征在于，步驟2中接收各節(jié)點(diǎn)獲取的目標(biāo)信息進(jìn)行信號(hào)融合之前還對(duì)接收各節(jié)點(diǎn)獲取的目標(biāo)信息進(jìn)行空間坐標(biāo)的統(tǒng)一以及時(shí)間配準(zhǔn)；所述空間坐標(biāo)的統(tǒng)一為將各獨(dú)立測(cè)量節(jié)點(diǎn)雷達(dá)的坐標(biāo)系變換為以中心雷達(dá)的坐標(biāo)系，所述時(shí)間配準(zhǔn)為根據(jù)不同通道的目標(biāo)回波時(shí)延對(duì)各節(jié)點(diǎn)接收到的不同通道的目標(biāo)信息進(jìn)行延時(shí)補(bǔ)償。
【文檔編號(hào)】G01S13/87GK103926584SQ201410181606
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】崔國(guó)龍, 王佰錄, 汪兵, 劉羽銳, 易偉, 楊建宇, 楊曉波, 孔令講 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)