專利名稱：用于雷達(dá)多目標(biāo)跟蹤的多波束發(fā)射功率動(dòng)態(tài)分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，涉及多目標(biāo)跟蹤以及多波束發(fā)射功率的動(dòng)態(tài)分配方法，可用于提高雷達(dá)整體跟蹤效果，延長跟蹤距離、提高跟蹤精度。
背景技術(shù)：
雷達(dá)的工作原理是向各個(gè)方向發(fā)射一定功率的電磁波，電磁波在傳播的過程中， 接觸到目標(biāo)并產(chǎn)生回波。根據(jù)雷達(dá)回波，獲得目標(biāo)與雷達(dá)的徑向距離、方位、速度等信息。 在電磁波傳輸?shù)倪^程中，會(huì)產(chǎn)生大量的噪聲與功率損失。雷達(dá)回波的信噪比，與以下兩個(gè)參數(shù)有關(guān)一是目標(biāo)與雷達(dá)的徑向距離參數(shù)，二是發(fā)射電磁波的功率大小。目標(biāo)與雷達(dá)距離越近，發(fā)射電磁波的功率越大，回波信噪比越大。而回波信噪比的大小會(huì)直接影響到對該目標(biāo)的測量精度，當(dāng)回波信噪比低于一個(gè)門限時(shí)，會(huì)造成對該目標(biāo)跟蹤的丟失。因此要通過增大在該目標(biāo)方向上發(fā)射電磁波的功率大小，來提高回波信噪比，從而提高目標(biāo)的測量精度。然而各個(gè)方向上的電磁波發(fā)射功率不可能無限制地增大一方面，在某個(gè)方向上發(fā)射的電磁波功率不能超過波束的功率發(fā)射上限；另一方面，同一時(shí)間內(nèi)雷達(dá)在所有方向上的發(fā)射功率總和是一定的。每個(gè)方向上的電磁波發(fā)射功率可以在滿足以上兩個(gè)要求的情況下，進(jìn)行一定的調(diào)節(jié)與分配。傳統(tǒng)的雷達(dá)發(fā)射功率的分配方法，是平均地分配到各個(gè)方向上。按照這樣傳統(tǒng)的方法進(jìn)行分配，雖然具有分配方法簡單、工程上容易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，但是并沒有達(dá)到節(jié)省發(fā)射功率、優(yōu)化跟蹤效果的目的。例如，當(dāng)目標(biāo)距離雷達(dá)較近時(shí)，在該目標(biāo)方向上發(fā)射較小功率的電磁波就能夠得到符合跟蹤要求的測量精度，如果按照傳統(tǒng)的方法平均分配發(fā)射功率， 會(huì)造成這部分發(fā)射功率資源的浪費(fèi)。如果能夠?qū)⑦@部分功率節(jié)省出來，分配給距離雷達(dá)較遠(yuǎn)的目標(biāo)，則會(huì)有效提高這類目標(biāo)的跟蹤精度，延長跟蹤距離。傳統(tǒng)的平均分配方法，沒有對不同距離、狀態(tài)的目標(biāo)進(jìn)行區(qū)別對待。一方面，將大量的功率資源分配給了距離雷達(dá)較近的目標(biāo)、造成了功率的浪費(fèi)；另一方面，對距離雷達(dá)較遠(yuǎn)的目標(biāo)分配的發(fā)射功率一定，使得其跟蹤距離有限，無法進(jìn)一步延長，限制了跟蹤性能與效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供用于雷達(dá)多目標(biāo)跟蹤的多波束發(fā)射功率動(dòng)態(tài)分配方法，在充分利用目標(biāo)雷達(dá)散射面積等信息的基礎(chǔ)上，進(jìn)行發(fā)射電磁波功率的動(dòng)態(tài)分配，以避免一部分功率的浪費(fèi)，并將節(jié)省出來的功率分配給距離雷達(dá)較遠(yuǎn)的目標(biāo)，延長其跟蹤距離，從而優(yōu)化雷達(dá)的跟蹤性能與效果。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明提出以下兩種技術(shù)方案技術(shù)方案一，采用使目標(biāo)跟蹤平均誤差最小的方法，其步驟包括如下1)將雷達(dá)波束在k時(shí)刻對第i個(gè)目標(biāo)的方向發(fā)射電磁波功率表示為Pi (k)，將雷達(dá)
4所提供的發(fā)射電磁波總功率表示為￡ = Σ乃㈨，其中i = 1，2，L，N，N表示目標(biāo)的總個(gè)數(shù)；
i=l2)在起始時(shí)刻，將電磁波總功率平均分配給每一個(gè)目標(biāo)，即巧⑴；3)在k時(shí)刻，雷達(dá)根據(jù)得到的N個(gè)目標(biāo)的位置測量值Xi (k)，i = 1，2，L，N，對所有目標(biāo)采用α-β濾波進(jìn)行跟蹤，得到第i個(gè)目標(biāo)在k時(shí)刻的平滑坐標(biāo)&(幻與速度估計(jì)敘幻；4)由求得的目標(biāo)平滑坐標(biāo)&(幻與速度估計(jì)敘幻，得到k+Ι時(shí)刻目標(biāo)的外推坐標(biāo) S1 (k + l\幻與速度估計(jì)敘眾+11；5)對雷達(dá)回波信號進(jìn)行脈沖壓縮處理，得到第i個(gè)目標(biāo)在k時(shí)刻的雷達(dá)散射面積 Bi (k), i = 1，2，L，N;6)利用如下公式計(jì)算各個(gè)目標(biāo)在k+Ι時(shí)刻的發(fā)射電磁波功率Pi (k)，以使目標(biāo)跟蹤平均誤差最小，即
權(quán)利要求
1.一種用于雷達(dá)多目標(biāo)跟蹤的多波束發(fā)射功率動(dòng)態(tài)分配方法，包括如下步驟1)將雷達(dá)波束在k時(shí)刻對第i個(gè)目標(biāo)的方向發(fā)射電磁波功率表示為Pi(k)，將雷達(dá)所 提供的發(fā)射電磁波總功率表示為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雷達(dá)多目標(biāo)跟蹤的多波束發(fā)射功率動(dòng)態(tài)分配方法，其中步驟3)所述的得到第i個(gè)目標(biāo)在k時(shí)刻的平滑坐標(biāo)矣(幻與速度估計(jì)敘幻；由以下公式計(jì)算得到
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雷達(dá)多目標(biāo)跟蹤的多波束發(fā)射功率動(dòng)態(tài)分配方法，其中步驟4)所述的得到k+Ι時(shí)刻目標(biāo)的外推坐標(biāo)+ 幻與速度估計(jì)+ 由以下公式計(jì)算得到
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雷達(dá)多目標(biāo)跟蹤的多波束發(fā)射功率動(dòng)態(tài)分配方法，其中 步驟7)所述的將計(jì)算得到的發(fā)射電磁波功率Pi (k)，在k+1時(shí)刻分配給各個(gè)目標(biāo)，是先根據(jù) 求得的目標(biāo)外推坐標(biāo)
5.一種用于雷達(dá)多目標(biāo)跟蹤的多波束發(fā)射功率動(dòng)態(tài)分配方法，包括如下步驟(1)將雷達(dá)波束在k時(shí)刻對第i個(gè)目標(biāo)的方向發(fā)射電磁波功率表示為Pi(k)，將雷達(dá)所 提供的發(fā)射電磁波總功率表示為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于雷達(dá)多目標(biāo)跟蹤的多波束發(fā)射功率動(dòng)態(tài)分配方法，主要解決現(xiàn)有雷達(dá)進(jìn)行多目標(biāo)跟蹤時(shí)跟蹤性能差的問題。其主要實(shí)現(xiàn)過程是1.初始平均分配每個(gè)目標(biāo)的發(fā)射電磁波功率；2.跟蹤目標(biāo)以獲得目標(biāo)的外推坐標(biāo)；3.脈沖壓縮處理回波信號，獲得目標(biāo)的雷達(dá)散射面積；4.采用使所有目標(biāo)跟蹤平均誤差最小的方法或使所有目標(biāo)跟蹤精度相同的方法計(jì)算每個(gè)目標(biāo)的發(fā)射電磁波功率；5.將計(jì)算后的功率按照目標(biāo)外推坐標(biāo)進(jìn)行分配；6.重復(fù)步驟2至步驟6，持續(xù)進(jìn)行跟蹤，直到目標(biāo)超出雷達(dá)掃描范圍。本發(fā)明具有節(jié)約功率、延長跟蹤距離等優(yōu)點(diǎn)，可用于雷達(dá)在進(jìn)行多目標(biāo)跟蹤時(shí)進(jìn)行功率的動(dòng)態(tài)分配。
文檔編號G01S13/66GK102426358SQ20111026063
公開日2012年4月25日 申請日期2011年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月5日
發(fā)明者劉宏偉, 周生華, 戴奉周, 秦童, 趙永波 申請人:西安電子科技大學(xué)