舰载机会阵雷达目标跟踪时的自适应辐射控制研究

As we know, it is necessary to control the radiation time, power, dwelling time and target of naval shipborne radar adaptively according to the features of the enviroment and targets during target tracking, with the technology combination of opportunistic array radar and cognition radar. That is not only beneficial for improving the work efficiency, but also the radio frequency stealth（RFS）ability of the shipborne radar. The main research contents of this project are as followed: (1) The radiation mechanism of the shipborne opportunistic array radar, such as the power classification and beamforming method will be studied, and the cognition model of the target number, state uncertantity, maneuverity,sea clutter and so on will be built. (2) The prediction methods of tracking accuracy and RFS state after different radiation will be presented in order to complete the radiation decision-making of the single shipborne radar. The key of the decision-making is the Bayes -Partially Obeservable Markov Decision Processes (BPOMDP）model. (3) The radiation decision-making of the netted shipborne radars based on the content(1) and (2) will be studied, whose key is the Watras equilibrium radiation model, the scientific requirements for the radiation control center will be designed, and the reasonable price parameters will be set for every radar in the net. This project is not only the foundation to study the technology of opportunistic array radar, but also the key to improve the sea control capacity of the fighter.

将认知技术融入到舰载机会阵雷达目标跟踪时的辐射控制中，根据目标和环境特性自适应控制雷达辐射的时间、功率、时刻和目标，不仅有利于提高机会阵雷达的工作效率，还有利于提高其射频隐身性能。主要研究内容有：(1) 研究舰载机会阵雷达跟踪时功率的辐射机理，包括功率分级方法及波束生成方法；研究海杂波环境中机会阵雷达的认知内容获取方法，需要认知的参量有目标个数、状态不确定性、机动特性、杂波特性等。(2) 研究各种辐射行为下的目标跟踪状态和射频隐身状态预测方法，完成单舰载机会阵雷达的辐射控制决策，其关键是基于贝叶斯-部分可观测马尔可夫辐射决策模型的构建；(3)在研究内容(1)和(2)基础上，研究组网机会阵雷达辐射控制决策方法，其关键是辐射控制中瓦尔拉斯均衡模型的构建，为辐射控制中心设计科学的任务需求，为各机会阵雷达设计合理的价格参数。研究成果不仅是研究机会阵雷达技术的基础，还是提高舰艇制海权控制能力的关键。

机会阵雷达由于其天线分布的机会性，具有较好的隐身性能。本课题研究了舰载机会阵雷达目标跟踪时的辐射控制方法，不仅有利于提高机会阵雷达的工作效率，还有利于提高其射频隐身性能。.第一，完成了机会阵雷达跟踪时功率辐射机理研究。将改进的风驱动优化算法运用到线型机会阵列雷达波束形成技术上，设计了一种具有最小阵元间距约束的机会阵雷达稀布阵；提出了多目标优化问题下的二进制风驱动优化方法，确立了机会阵波束形成目标函数，通过与多目标二进制粒子群优化算法的比较，仿真结果验证了本课题算法的高效性和优越性；与此同时，课题还实现了圆环型机会阵列的波束形成算法，在同等主瓣宽度下，有效降低了旁瓣电平。.第二，实现目标跟踪时认知内容获取的基础上，完成了单舰机会阵雷达的辐射控制决策，自适应控制辐射时间、功率、时刻和目标。提出了采样周期自适应设计方法，根据目标运动状态不同，自适应设计下一时刻的采样周期；提出了机会阵雷达辐射功率优化控制方法，建立了功率控制参数的优化模型；提出了一种自适应驻留时间设计方法，基于信噪比、测量噪声协方差的克拉美罗下界与驻留时间三者之间的关系，完成了驻留时间的分级控制。.第三，完成了组网机会阵雷达辐射控制决策。本课题提出了基于FCM及特征判决的多机会阵雷达数据关联算法，通过引入特征判决，来处理各传感器将同一点迹关联至不同航迹的情况；实现了基于扩展卡尔曼滤波的EKF-IF，设计了基于无迹卡尔曼滤波的UKF-IF，实现了多传感器跟踪数据融合；提出了一种多机会阵雷达对多目标跟踪时的分配方法，完成了多部机会阵雷达跟踪任务的分配；为了减少同一时间内组网机会阵雷达系统参与融合的雷达个数，本课题提出一种基于数据融合的雷达选择算法，完成组网雷达选择的同时，满足了跟踪精度要求。.在开展本课题研究的过程中，项目组成员发表学术论文23篇，撰写专著1本，申请发明专利3项，培养研究生4名。