MIMO雷达射频隐身性能优化的目标跟踪算法

发布时间：2019-07-11 20:21

【摘要】：随着现代战场中电子对抗的日益激烈,雷达的生存环境受到了严重的威胁。射频(RF)隐身技术是一种提高雷达及其运载平台战场生存能力的重要途径。为提高雷达射频隐身性能,针对具有MIMO探测模式的新体制雷达提出了隐身性能优化的目标跟踪算法。该算法基于射频隐身性能优化模型,通过自适应控制系统的子阵划分个数、平均发射功率、波束驻留时间以及采样周期,在满足系统跟踪性能要求的前提下优化系统射频隐身性能,其中的射频隐身性能综合考虑了截获因子及采样周期。仿真结果表明,与传统相控阵雷达相比,本文所提出的目标跟踪算法使MIMO雷达具有更好的射频隐身性能。
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图片说明： 廖雯雯等：ＭＩＭＯ雷达射频隐身性能优化的目标跟踪算法１１３９证一定的跟踪精度，达到期望的检测概率，就得提高ｔＢ和ｐａｖ的值。采样周期变化曲线和前３个参数的变化趋势相反，在给定的采样周期可选集合下，，表现出在目标机动时Ｔ值较小，此时系统对目标照射频繁；而在非机动时刻Ｔ相对较大，即Ｔ能根据目标的运动模式自适应地进行调整。图１相同参数下目标函数变化曲线对比Ｆｉｇ．１Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｏｂｊｅｃｔｉｖｅｆｕｎｃ－ｔｉｏｎｓｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ图２相同参数下ＭＩＭＯ雷达参数集变化曲线Ｆｉｇ．２ＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓｅｔｏｆＭＩＭＯｒａｄａｒｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ表１给出了两种雷达的跟踪精度等各项指标的对比，可以看出，在取相同参数集合的情况下，相控阵雷达的方位角跟踪精度远比ＭＩＭＯ雷达的跟踪精度好，这是因为子阵划分个数Ｋ对信噪比和截获因子有着相反的影响：Ｓ∝ｔＢｐａｖＫ，α∝１Ｋ３ｔＢｐａｖ（２８）相控阵雷达的子阵划分个数恒为１，而ＭＩＭＯ雷达为了使目标函数中的截获因子取尽量小的值，那么Ｋ值应较大，这样就使Ｓ有所降低，导致跟踪精度下降。表１相同参数下各项指标的对比Ｔａｂｌｅ１ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｖａｒｉｏｕｓｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓＩｎｄｉｃａｔｏｒＭＩＭＯｒａｄａｒＰｈａｓｅｄａｒｒａｙｒａｄａｒＡＭＥｏｆｂｅａｒｉｎｇ／ｍｒａｄ０．２１８０．０４０
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图片说明： 法１１３９证一定的跟踪精度，达到期望的检测概率，就得提高ｔＢ和ｐａｖ的值。采样周期变化曲线和前３个参数的变化趋势相反，在给定的采样周期可选集合下，表现出在目标机动时Ｔ值较小，此时系统对目标照射频繁；而在非机动时刻Ｔ相对较大，即Ｔ能根据目标的运动模式自适应地进行调整。图１相同参数下目标函数变化曲线对比Ｆｉｇ．１Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｏｂｊｅｃｔｉｖｅｆｕｎｃ－ｔｉｏｎｓｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ图２相同参数下ＭＩＭＯ雷达参数集变化曲线Ｆｉｇ．２ＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓｅｔｏｆＭＩＭＯｒａｄａｒｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ表１给出了两种雷达的跟踪精度等各项指标的对比，可以看出，在取相同参数集合的情况下，相控阵雷达的方位角跟踪精度远比ＭＩＭＯ雷达的跟踪精度好，这是因为子阵划分个数Ｋ对信噪比和截获因子有着相反的影响：Ｓ∝ｔＢｐａｖＫ，α∝１Ｋ３ｔＢｐａｖ（２８）相控阵雷达的子阵划分个数恒为１，而ＭＩＭＯ雷达为了使目标函数中的截获因子取尽量小的值，那么Ｋ值应较大，这样就使Ｓ有所降低，导致跟踪精度下降。表１相同参数下各项指标的对比Ｔａｂｌｅ１ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｖａｒｉｏｕｓｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓＩｎｄｉｃａｔｏｒＭＩＭＯｒａｄａｒＰｈａｓｅｄａｒｒａｙｒａｄａｒＡＭＥｏｆｂｅａｒｉｎｇ／ｍｒａｄ０．２１８０．０４０ＡＭＳＥｏｆｂｅａｒｉｎｇ／ｍｒａｄ０．４５６０．
【作者单位】： 电子科技大学电子工程学院;
【基金】：国家自然科学基金(61101171) 中央高校基本业务费(ZYGX2013J021)~~
【分类号】：TN953

【参考文献】

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1 张贞凯;汪飞;周建江;刘伟强;;多目标跟踪中自适应时间资源调度[J];航空学报;2011年03期

2 张宁红;目标特性雷达数据处理及RCS解算过程[J];现代雷达;2004年06期

3 陈国海;;先进战机多功能相控阵系统综合射频隐身技术[J];现代雷达;2007年12期

4 张贞凯;周建江;田雨波;杨庆;;基于射频隐身的采样间隔和功率设计[J];现代雷达;2012年04期

5 卢建斌;肖慧;席泽敏;张明敏;;相控阵雷达波束波形联合自适应调度算法[J];系统工程与电子技术;2011年01期

6 张贞凯;周建江;汪飞;田雨波;;基于射频隐身的相控阵雷达功率控制算法[J];系统工程与电子技术;2012年11期

【共引文献】

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1 李亚星;程婷;;具有径向速度量测雷达的自适应波形选择问题研究[J];电子质量;2011年10期

2 宋海方;吴华;邬蒙;程嗣怡;;雷达干扰射频隐身特性及自适应功率控制方法[J];电讯技术;2012年12期

3 朱良成;张丽星;张红霞;;飞行器射频隐身技术的发展与应用[J];航空科学技术;2010年05期

4 吴春光;何四华;;RCS测量数据的Morlet小波消噪方法研究[J];测控技术;2011年09期

5 唐政;高晓光;;基于RCS值计算的坐标转换模型研究与应用[J];计算机工程与应用;2006年17期

6 李海林;周建江;谭静;汪飞;;圆柱相控阵天线的功率分级和极化控制[J];南京航空航天大学学报;2013年03期

7 谢俞秋;茅玉龙;胡进;;被动相控阵雷达自适应调度算法研究[J];计算机仿真;2013年07期

8 郑世友;郑瑶;;基于任务综合规划的相控阵自适应调度方法[J];计算机仿真;2013年07期

9 裴云;侯铁旦;孙洁;;机载火控雷达反电子侦察能力分析[J];航天电子对抗;2013年03期

10 史小斌;顾红;苏卫民;董天琦;;车载阵列雷达姿态校正方法[J];数据采集与处理;2013年04期

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1 刘宏强;魏贤智;廖俊;欧建军;;基于跟踪状态信息协同射频隐身策略[A];2013第一届中国指挥控制大会论文集[C];2013年

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1 卢建斌;相控阵雷达资源优化管理的理论与方法[D];国防科学技术大学;2007年

2 鉴福升;基于等离子体反射面天线的雷达基本性能研究[D];中国科学技术大学;2009年

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1 柴学峰;基于子阵划分的相控阵天线自适应波束形成研究[D];南京航空航天大学;2011年

2 唐政;目标特性和噪声干扰对机载雷达探测系统的影响研究[D];西北工业大学;2006年

3 施亚妮;表面带缝隙物体的RCS的数值计算方法[D];湖南大学;2008年

4 王利华;基于低分辨雷达的目标识别方法研究[D];南京理工大学;2008年

5 文亮波;低分辨雷达地面目标识别[D];南京理工大学;2009年

6 侯泽欣;多功能相控阵雷达资源调度理论与方法研究[D];中国舰船研究院;2013年

7 谢俞秋;多功能被动相控阵雷达自适应调度技术研究[D];南京信息工程大学;2013年

【二级参考文献】

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1 刘先省,申石磊,潘泉,张洪才;基于信息熵的一种传感器管理算法[J];电子学报;2000年09期

2 申石磊,刘先省,潘泉;基于运动模型的一类传感器管理方法[J];电子学报;2002年02期

3 刘先省,周林,杜晓玉;基于目标权重和信息增量的传感器管理方法[J];电子学报;2005年09期

4 卢建斌;胡卫东;郁文贤;;基于协方差控制的相控阵雷达资源管理算法[J];电子学报;2007年03期

5 冯林,邓书辉,阮颖铮,胡玉兰;天线模式项散射分析与天线RCS减缩[J];电子科学学刊;1996年02期

6 王成信;无源对抗测量雷达的精度问题[J];飞行器测控学报;1999年03期

7 潘泉，刘刚，戴冠中，张洪才;联合交互式多模型概率数据关联算法[J];航空学报;1999年03期

8 郭正新,江晶;一种不同距离的雷达检测概率计算模型[J];空军雷达学院学报;2003年04期

9 陈民铀;张聪誉;罗辞勇;;自适应进化多目标粒子群优化算法[J];控制与决策;2009年12期

10 易令;吕明;;使用交互多模型算法的高速高机动目标跟踪[J];雷达科学与技术;2006年03期

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2 钱琼芬,徐毓;单模型机动目标跟踪方法的仿真研究[J];空军雷达学院学报;2004年02期

3 武振宁;苏效民;;常用目标跟踪滤波算法分析[J];科学技术与工程;2006年24期

4 魏高乐;蒋宏;任章;;修正极坐标系纯方位跟踪算法分析与改进[J];弹箭与制导学报;2009年03期

5 杨凯;杨维;石德乾;倪龙强;;一种新的红外激光联合跟踪滤波算法[J];火炮发射与控制学报;2011年02期

6 李承祖;李继昌;;内河交管雷达数据处理研究[J];上海船舶运输科学研究所学报;1993年02期

7 管幼东;田康生;桑成伟;张培珍;;目标跟踪中的观测时间控制算法[J];空军雷达学院学报;2007年02期

8 曾建奎;何子述;;基于隐马尔可夫模型的MIMO雷达目标检测[J];电子测量与仪器学报;2008年04期

9 邵慧;田文涛;张浩;罗丰;;MIMO雷达非均匀布阵的性能分析[J];雷达科学与技术;2008年04期

10 邵慧;刘志平;张浩;罗丰;;基于遗传算法的非均匀线阵MIMO雷达阵元分析[J];中国雷达;2008年04期

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2 陶伟刚;冯新喜;;一种新的目标跟踪自适应滤波算法[A];第九届全国信号处理学术年会（CCSP-99）论文集[C];1999年

3 李军;张华;单梁;;一种基于Mean shift和粒子滤波的综合目标跟踪算法[A];2009年中国智能自动化会议论文集（第七分册）[南京理工大学学报（增刊）][C];2009年

4 魏崇毓;徐善驾;王东进;;多探测器目标跟踪算法分析[A];第九届全国信号处理学术年会（CCSP-99）论文集[C];1999年

5 刘进忙;姬红兵;董红波;;基于红外单站的航迹跟踪方法[A];第八届全国信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2009年

6 石章松;刘忠;;一种使用辅助变量的单站纯方位目标跟踪算法[A];2003年中国智能自动化会议论文集（下册）[C];2003年

7 史健芳;冯志永;何承伟;赵丹丹;;基于高阶累积量检测机动的目标跟踪算法[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集（二）[C];2007年

8 薛航;程良伦;;基于时间异步模式的无线传感器网络目标跟踪动态成簇算法[A];中国自动化学会中南六省（区）2010年第28届年会·论文集[C];2010年

9 赵晋;张建秋;胡波;;基于鲁棒外观滤波与粒子滤波器的图像跟踪算法[A];第十二届全国图象图形学学术会议论文集[C];2005年

10 马璐;占荣辉;张军;;一种基于无迹粒子滤波的特征辅助跟踪算法[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年

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2 湖南 陈凯荣;USB多用途DAC/ADC PCM290x[N];电子报;2004年

3 美国专利律师 谭文晔　薛之扬;无线传感器网络技术专利分析[N];科技日报;2010年

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2 王宏强;目标融合跟踪技术及性能预测研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年

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4 薛皓;时间异步条件下的无线传感器网络目标跟踪关键技术研究[D];北京邮电大学;2009年

5 刘亮;视频传感器网络中目标定位跟踪问题研究[D];北京邮电大学;2009年

6 李鸿斌;面向目标跟踪的移动无线传感器协作算法研究[D];浙江大学;2010年

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4 徐铁城;基于分类多模型法的目标跟踪研究[D];武汉理工大学;2011年

5 赵晓丽;基于统计降噪原理的动目标分割与跟踪[D];华北工学院;2004年

6 罗世亮;传感器网络通信协议的初步研究[D];广东工业大学;2005年

7 王琳;视频运动目标跟踪中有关问题的研究[D];西北大学;2006年

8 钟兴质;基于传感器网络的目标跟踪算法研究[D];西安电子科技大学;2011年

9 赵艳丽;ECM下基于相控阵雷达的目标跟踪算法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年

10 李欣雨;基于粒子滤波的无线传感器网络目标跟踪算法的研究[D];天津大学;2008年

本文编号：2513456