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专利号: 2018100900465
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.机会阵雷达跟踪通信一体化的阵列资源分配方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)获取当前机会阵所承担的跟踪任务个数M和通信任务个数N,分配 个阵列单元为跟踪阵列资源,其余阵列单元为通信阵列资源,其中Sum为机会阵中阵列单元总数,[·]为取整运算符;

(2)根据跟踪任务个数M和各跟踪任务所需的波束指向角度,利用跟踪阵列资源生成M个波束来跟踪目标,构建跟踪效用模型;

(3)根据通信任务个数N和各通信任务所需的波束指向角度,利用通信阵列资源生成N个波束来实现数据链通信,构建通信效用模型;

(4)针对当前阵列资源分配策略,计算跟踪阵列资源的跟踪效用和通信阵列资源的通信效用,如果跟踪效用和通信效用均符合预设的阈值要求,选择当前资源分配策略为最终分配结果;如果跟踪效用或通信效用不符合预设的阈值要求,返回步骤(1),重新分配阵列单元,直至跟踪效用和通信效用均符合预设的阈值要求;

步骤(2)中,所述跟踪效用模型的构建步骤包括:

(2-1)获取各波束发射功率,记跟踪第k个目标的波束发射功率为Ptk,k=1..M;

(2-2)计算每一个跟踪目标的回波信噪比的估计值,其中跟踪第k个目标的回波信噪比SNR(k)估计值的计算式为:其中Td为单次驻留时间;GT和GR分别为发射和接收天线增益;Rk、σk和λ分别为目标距离、雷达横截面积和信号波长;K和TR分别为玻耳兹曼常数和标准噪声温度;L为雷达损耗;

(2-3)计算每一个跟踪目标的跟踪精度,其中第k个目标的跟踪精度Track_pre(k)的计算式为: 其中ωc、c、T分别表示雷达信号的载频、波速、脉冲宽度;

构成跟踪精度预测矩阵Track_PRE:

(2-4)对矩阵Track_PRE的各列元素进行归一化,得到归一化跟踪精度矩阵Norm_Track_PRE:(2-5)计算每一个跟踪目标的跟踪效用,其中第k个目标的跟踪效用计算式为:Track_pre_final(k)=Norm_Track_PRE(k,1)+Norm_Track_PRE(k,2)。

2.根据权利要求1所述的机会阵雷达跟踪通信一体化的阵列资源分配方法,其特征在于,步骤(3)中,所述通信效用模型的构建步骤包括:(3-1)获取各波束峰值功率,记实现第m个数据链通信的波束峰值功率为 则发射平均功率Pav(m)为: 其中m=1..N,GT和GR分别为发射天线和接收天线增益;ρ为天线的功率损失,dij为通信平台之间的距离,λ为发射信号的波长;

(3-2)计算每一个通信信道的信道容量和误码率,其中第m个通信信道的信道容量Channel_c(m)的计算式为: 第m个通信信道的误码率Error_r(m)为: 其中Rc为编码率,δ为占空比,B为信号带宽,N0为噪声的功率谱密度,Ts为观测时间;

(3-3)计算每一个通信信道的通信质量,其中第m个通信信道的通信质量为:Communication_pre(m)=[Channel_c(m),Error_r(m)]构成通信质量预测矩阵Comm_PRE:

(3-4)对矩阵Comm_PRE的各列元素进行归一化,得到归一化通信质量矩阵Norm_Comm_PRE:(3-5)计算每一个通信信道的通信效用,其中第m个通信信道的通信效用计算式为:Comm_pre_final(m)=Norm_Comm_PRE(m,1)-Norm_Comm_PRE(m,2)。

3.根据权利要求1所述的机会阵雷达跟踪通信一体化的阵列资源分配方法,其特征在于,所述跟踪效用符合预设的阈值要求,具体为每一个跟踪目标的跟踪效用均大于预设的跟踪阈值。

4.根据权利要求2所述的机会阵雷达跟踪通信一体化的阵列资源分配方法,其特征在于,所述通信效用符合预设的阈值要求,具体为每一个通信信道的通信效用均大于预设的通信阈值。

5.根据权利要求1-4中所述的任一项机会阵雷达跟踪通信一体化的阵列资源分配方法,其特征在于,步骤(2)或步骤(3)采用基于线性最小约束方程算法的波束形成方法来生成波束。