雷達(dá)資源管理及目標(biāo)跟蹤算法研究.pdf

1、雷達(dá)是現(xiàn)代軍事信息化戰(zhàn)場(chǎng)中必不可少的高科技裝備,隨著隱身技術(shù)的發(fā)展和電磁環(huán)境的日益惡劣,雷達(dá)正在向自適應(yīng)、多功能的方向發(fā)展。雷達(dá)資源管理就是提高雷達(dá)性能的手段之一,其實(shí)質(zhì)是對(duì)雷達(dá)任務(wù)參數(shù)進(jìn)行有效的配置,達(dá)到節(jié)約系統(tǒng)資源、充分發(fā)揮系統(tǒng)性能的目的。雷達(dá)資源管理可分為搜索任務(wù)管理、跟蹤任務(wù)管理和波束駐留調(diào)度三個(gè)方面。在跟蹤模塊下進(jìn)行資源管理主要是指通過對(duì)采樣周期的控制來(lái)管理時(shí)間資源,對(duì)發(fā)射波形相關(guān)參數(shù)的控制來(lái)管理能量資源,最終在保證跟蹤精度的

2、前提下使系統(tǒng)參數(shù)得到最優(yōu)化配置。
　　本文圍繞雷達(dá)資源管理下的跟蹤模塊進(jìn)行研究,首先,從目標(biāo)跟蹤算法出發(fā),介紹了卡爾曼濾波、α-β濾波和α-β-γ濾波三種基本目標(biāo)跟蹤算法以及“當(dāng)前”統(tǒng)計(jì)模型(Current Statistical Model, CSM)濾波、自適應(yīng)α-β濾波、交互多模型(Interacting Multiple Model, IMM)濾波三種機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤算法。從跟蹤性能和時(shí)間消耗兩方面對(duì)三種機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤算法進(jìn)行了

3、評(píng)估,通過仿真驗(yàn)證了 IMM濾波具有更高的跟蹤精度,CSM濾波的實(shí)時(shí)性更好。
　　其次,針對(duì)相控陣?yán)走_(dá)研究了三種基于自適應(yīng)目標(biāo)跟蹤的資源管理算法。三種算法都是在CSM算法的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。前兩種算法分別利用預(yù)測(cè)協(xié)方差門限控制球坐標(biāo)系下的預(yù)測(cè)協(xié)方差實(shí)現(xiàn)采樣周期的自適應(yīng)變化,利用期望跟蹤精度控制球坐標(biāo)系下的預(yù)測(cè)的估計(jì)誤差協(xié)方差實(shí)現(xiàn)脈沖重復(fù)個(gè)數(shù)的自適應(yīng)變化,他們分別對(duì)時(shí)間資源和能量資源進(jìn)行了管理。第三種算法是前兩種算法的結(jié)合,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了采

4、樣周期和脈沖重復(fù)個(gè)數(shù)的自適應(yīng)變化。仿真驗(yàn)證了三種方法的有效性以及全自適應(yīng)參數(shù)情況下的優(yōu)勢(shì)。
　　最后,結(jié)合雷達(dá)的射頻隱身技術(shù),對(duì)具有MIMO(Multiple Input Multiple Output)模式的新體制雷達(dá)進(jìn)行了跟蹤時(shí)的資源管理。在建立該問題的優(yōu)化模型時(shí),根據(jù)傳統(tǒng)雷達(dá)截獲因子的概念,推導(dǎo)了MIMO雷達(dá)截獲因子的表達(dá)式,將其作為使雷達(dá)射頻隱身性能優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù),模型的約束條件則是與預(yù)測(cè)協(xié)方差和回波信噪比相關(guān)的。模型中的