网络化雷达协同探测与资源管理研究

发布时间：2021-02-09 08:11

　　最近几年,雷达之间通过组网连接形成网络化雷达系统,来提高目标的探测性能的方式受到了学者们广泛的关注。网络化雷达系统可由不同体制,不同工作频段,在空间上广泛分布的雷达节点连接组成。一方面,通过多样化多层次的信息融合,网络化雷达能够协同地提高对目标的探测性能。另一方面,由于多个雷达节点带来的自由度,网络化雷达系统具备极高的灵活性和适应性。因此,它可以通过资源管理技术来实现目标协同探测性能和资源消耗之间较好的折中,以及不同探测环境下的应变能力。网络化雷达目标协同探测与资源管理的问题可以被分类为针对单次检测和估计问题下的静态资源配置,或者针对连续多次估计问题也就是目标跟踪的动态资源调度。围绕以上问题,本文根据不同的网络化雷达协同探测场景和目的,设计了不同的资源优化算法,主要的贡献和创新如下:1.针对分布式多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）雷达在杂波环境下协同检测,建立了以信息距离为检测性能表征的雷达节点发射功率分配优化模型。推导了非凸目标函数的凸上界函数,提出了基于优化极小化（Maj orization Minimization,MM）框架的... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：125 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
缩略词表
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 基于静态资源配置的目标协同探测
            1.2.1.1 协同检测问题
            1.2.1.2 协同参数估计问题
        1.2.2 基于动态资源调度的目标协同探测
    1.3 本论文的主要内容和章节安排
第二章 网络化雷达的系统模型
    2.1 网络化雷达的系统组成
    2.2 网络化雷达的拓扑结构
        2.2.1 拓扑结构的分类
        2.2.2 不同拓扑结构下的数据融合
    2.3 一般化的资源管理模型
    2.4 本章小结
第三章 基于目标检测性能的发射节点功率分配算法
    3.1 分布式MIMO雷达目标检测模型
        3.1.1 信号模型
        3.1.2 最优检测器
    3.2 基于检测性能的功率分配问题
        3.2.1 检测器性能表征
        3.2.2 功率分配优化模型
        3.2.3 基于优化最小化的功率分配
        3.2.4 算法复杂度分析
    3.3 仿真
    3.4 本章小结
第四章 基于目标定位性能的收发节点优选算法
    4.1 信号模型
    4.2 目标参数估计
        4.2.1 最大似然估计器
        4.2.2 参数估计性能准则
    4.3 理想信号条件下的收发节点联合优选算法
        4.3.1 理想信号条件下的费歇尔信息矩阵结构
        4.3.2 理想波形条件下节点选择模型
        4.3.3 基于半正定规划的求解算法
    4.4 一般化信号条件下的收发节点联合优选算法
        4.4.1 一般化波形条件下节点选择模型
        4.4.2 基于NADMM的求解算法
    4.5 计算复杂度分析
    4.6 仿真
        4.6.1 理想波形条件下
        4.6.2 一般化波形条件下
    4.7 本章小结
第五章 空频感知下基于跟踪性能的动态资源调度算法
    5.1 系统信号模型
    5.2 目标协同跟踪模型
        5.2.1 状态模型
        5.2.2 观测模型
        5.2.3 跟踪算法
        5.2.4 跟踪性能准则
    5.3 空频域干扰模型
        5.3.1 雷达受到的干扰
        5.3.2 雷达对ESA的影响
    5.4 动态资源调度
        5.4.1 资源优化模型的建立
        5.4.2 优化模型的松弛求解
        5.4.3 计算复杂度分析
    5.5 空频感知的动态资源调度闭环流程
    5.6 仿真
    5.7 本章小结
第六章 分布式协同跟踪与优先级自适应动态资源分配算法
    6.1 系统模型
    6.2 分布式序贯贝叶斯估计
        6.2.1 分布式粒子滤波器
        6.2.2 分布式跟踪性能准则
    6.3 效益驱动的自适应动态资源调度
        6.3.1 资源优化问题的建立
        6.3.2 分布式求解算法
        6.3.3 计算复杂度分析
    6.4 分布式自适应动态资源调度与目标跟踪闭环流程
    6.5 仿真
    6.6 本章小结
第七章 全文总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
附录
攻读博士学位期间取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]A non-myopic scheduling method of radar sensors for maneuvering target tracking and radiation control[J]. Gan-lin Shan,Gong-guo Xu,Cheng-lin Qiao.  Defence Technology. 2020(01)
[2]雷达组网系统的特点及其抗干扰设计[J]. 徐家迅.  电子科学技术. 2017(02)
[3]机动目标跟踪的分布式MIMO雷达资源分配算法[J]. 李艳艳,苏涛.  西安电子科技大学学报. 2016(04)
[4]网络化雷达协同抗欺骗式干扰技术研究进展[J]. 张林让,赵珊珊,周宇,刘楠,张娟.  数据采集与处理. 2014(04)
[5]雷达组网技术的现状与发展[J]. 郭冠斌,方青.  雷达科学与技术. 2005(04)
[6]“四大威胁”环境下雷达生存与对抗技术浅析[J]. 朱华邦,杜娟.  飞航导弹. 2005(01)
[7]对雷达组网数据融合中几个关键问题的研究[J]. 吴小飞,刘晓晶.  现代雷达. 2004(03)

博士论文
[1]基于协方差矩阵结构特征的机载雷达空时处理[D]. 孙国皓.电子科技大学 2019
[2]分布式组网雷达资源自适应管控算法研究[D]. 谢明池.电子科技大学 2019
[3]MIMO雷达优化波形设计与信号处理研究[D]. 程子扬.电子科技大学 2018
[4]基于知识的杂波抑制与目标检测研究[D]. 汪义凯.电子科技大学 2017
[5]网络化雷达资源管理算法研究[D]. 杨益川.电子科技大学 2018
[6]MIMO雷达检测与估计理论研究[D]. 何茜.电子科技大学 2010

硕士论文
[1]MIMO雷达联合参数估计性能分析[D]. 胡建宾.电子科技大学 2017
[2]分布式网络化雷达协同探测的相关算法研究及其仿真系统的开发[D]. 雷欢.西安电子科技大学 2015



本文编号：3025340