多功能直升機相控陣雷達自適應資源管理研究.pdf

1、武裝直升機雷達直接為武裝直升機的作戰(zhàn)使命服務，軍事上要求武裝直升機能夠同時完成多種功能的任務，實現(xiàn)快速波況捕獲、多目標跟蹤、火力控制、機間數(shù)據(jù)傳輸以及優(yōu)先級劃分、目標定位、分類、成像等。這些同時多功能性是依靠雷達發(fā)射多波束實現(xiàn)的。相控陣雷達具有強大的靈活性，相控陣天線系統(tǒng)可以通過快速的相掃實現(xiàn)對不同方位發(fā)射雷達信號，從而獲得對外界環(huán)境強大的自適應能力。為了充分挖掘相控陣雷達系統(tǒng)的各種資源，發(fā)揮最大的性能，尋找一組最優(yōu)的雷達任務參數(shù)，從而

2、實現(xiàn)最有效的雷達管理就是本文研究的重點。論文圍繞直升機雷達工作特點、任務規(guī)劃、優(yōu)先級等級、波束駐留自適應調(diào)度方法進行研究，主要工作如下：
　　1、分析了相控陣雷達時間分割工作原理和同時多波束工作原理，介紹雷達資源管理Top-Down結(jié)構(gòu)層次框架以及每個層次的內(nèi)容，設計了資源管理模塊的基本組成子系統(tǒng)以及相應的功能范疇，并以雷達基本功能為原則，提出資源管理調(diào)度性能的各項評估指標。
　　2、從宏觀上、任務級重點對雷達任務規(guī)劃算法進

3、行了研究。對于搜索任務，根據(jù)波位編排原理，提出針對直升機雷達不同工種模式通用的搜索波位編排方法。對于跟蹤任務，考慮到濾波過程中的協(xié)方差可以反映跟蹤精度的特點，提出一種基于協(xié)方差動態(tài)改變采樣間隔的跟蹤任務規(guī)劃算法，算法可以根據(jù)跟蹤精度實現(xiàn)資源初步分配。
　　3、研究了基于模糊聚類的雷達任務優(yōu)先級劃分算法。簡單介紹了雷達工作方式相對優(yōu)先級，針對直升機雷達的特點，總結(jié)了影響雷達任務優(yōu)先級的內(nèi)外部因素；建立任務威脅度層次結(jié)構(gòu)模型，并運用層

4、次分析法對雷達任務威脅度進行評估，該算法獲得的威脅度是對多層次因素綜合分析的結(jié)果；在此基礎上提出了一種基于模糊聚類的動態(tài)優(yōu)先級劃分算法，算法考慮到影響優(yōu)先級的各個特征因子，通過威脅度均值對不同聚類集合的雷達任務進行優(yōu)先級等級標定，該算法與傳統(tǒng)的算法相比對雷達外部環(huán)境有一定的自適應性。
　　4、研究了雷達駐留任務的自適應調(diào)度算法。波束駐留調(diào)度算法是在已知波束駐留請求的情況下，尋找最優(yōu)的任務執(zhí)行序列和參數(shù)，從而達到最大化利用系統(tǒng)資源的

5、目標。現(xiàn)有的自適應調(diào)度算法大多是考慮單波束駐留的，基于相對簡單的數(shù)學模型，沒有考慮完備的雷達資源約束條件，特別是忽略了二維相控陣雷達系統(tǒng)的能量資源限制和同時多波束工作的特點。針對這些問題，分別提出了兩種算法：基于收益的多波束調(diào)度算法和基于時間指針的調(diào)度算法。前者從調(diào)度收益角度出發(fā)，考慮到二維相控陣雷達天線系統(tǒng)的信號收發(fā)特性，建立最優(yōu)化數(shù)學模型，并通過一些啟發(fā)式規(guī)則獲得模型的次優(yōu)解。后者則引入時間指針來控制脈沖交錯過程，對每一個時間點選取