网络化雷达协同抗干扰发射功率分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种网络化雷达协同抗干扰发射功率分配方法，主要解决网络化雷达各节点雷达发射功率分配的问题。其实现步骤是：1.估计各节点雷达接收机噪声功率，并在干扰未开机时，估计目标相对各节点雷达散射截面积的标准差；2.干扰开机后，估计各节点雷达接收的干扰信号平均功率；3.建立各节点雷达接收信号模型；4.计算各节点雷达回波信号与目标散射特性的互信息，并根据该互信息，计算网络化雷达接收回波信号与目标散射特性的互信息；5.确定发射功率分配的优化方程，并求解优化方程，得到优化后各节点雷达发射功率。本发明专利技术方法能有效优化各节点雷达的发射功率，可用于网络化雷达系统。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，主要解决网络化雷达各节点雷达发射功率分配的问题。其实现步骤是：1.估计各节点雷达接收机噪声功率，并在干扰未开机时，估计目标相对各节点雷达散射截面积的标准差；2.干扰开机后，估计各节点雷达接收的干扰信号平均功率；3.建立各节点雷达接收信号模型；4.计算各节点雷达回波信号与目标散射特性的互信息，并根据该互信息，计算网络化雷达接收回波信号与目标散射特性的互信息；5.确定发射功率分配的优化方程，并求解优化方程，得到优化后各节点雷达发射功率。本专利技术方法能有效优化各节点雷达的发射功率，可用于网络化雷达系统。【专利说明】
本专利技术属于雷达
，特别涉及协同抗干扰条件下网络化雷达发射功率分配方法，可用于网络化雷达系统在有源干扰条件下对发射功率进行优化分配，提高网络化雷达在有源干扰条件下对目标的探测性能。
技术介绍
压制式干扰是利用噪声得到的干扰信号遮盖或淹没有用信号，使接收电子设备接收的有用信号模糊不清或完全被掩盖，以至不能正常工作，严重影响雷达对目标的探测与识别。网络化雷达，是指由多部体制相同或不同的节点雷达构成的一个有机的雷达网络，它具有灵活的工作模式和协同探测方式，每部节点雷达可以采用不同的发射功率、带宽、频率和发射波形，系统资源较为丰富。通过多部异地配置雷达之间的协同工作，使得网络化雷达拥有天 然的抗干扰能力。但是，随着干扰天线的阵列化，干扰机具有多波束形成和系统资源调度的能力，能够同时对多部雷达实施干扰，因此，网络化雷达也面临着电子干扰的威胁，干扰机分配给各节点雷达的干扰功率可以是相同的，也可以是不同的，因此网络内每一部节点雷达都会受到干扰的影响，此时网络化雷达的检测性能会急速下降。在干扰环境下，网络化雷达的资源管理至关重要，通过合理分配发射功率，优化发射波形可以有效降低电磁干扰对网络化雷达的影响，提高网络化雷达的检测概率，扩大整体威力范围，增强其干扰条件下的探测性能。针对干扰对网络化雷达检测性能的影响，现有网络化雷达大多使用等功率分配策略，即对各节点雷达分配固定的发射功率，并没有考虑每部节点雷达面临的干扰环境和目标环境的不同，造成对目标的检测概率很低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述雷达等功率分配在抑制干扰性能方面的不足，提出一种，以实现通过发射功率分配的途径提高网络化雷达在干扰环境下对目标的检测概率，并降低干扰抑制的系统成本。为实现上述目的，本专利技术的技术方案包括如下步骤:(I)根据雷达接收机噪声模型，估计每部节点雷达的接收机噪声功率Pwi:Pffi = KTBiFi,其中，K = 1.38X 10_23为玻耳兹曼常数，T = 290为温度常数，Bi为第i部节点雷达的接收机带宽，Fi为第i部雷达的接收机噪声系数，i = 1,2, 3，…，N，N为网络化雷达中节点雷达的个数；(2)假设目标相对于每部节点雷达的散射截面积P i的均值为0，在干扰机未开机时，通过接收回波信号估计目标相对于每部节点雷达的散射截面积P i的标准差σ i ;(3)干扰机开机之后，每部节点雷达通过接收干扰信号估计其接收到的干扰信号平均功率Pji:【权利要求】1.一种，包括如下步骤: (1)根据雷达接收机噪声模型，估计每部节点雷达的接收机噪声功率Pwi: Pwi = KTBiFi, 其中，K = 1.38X 10_23为玻耳兹曼常数，T = 290为温度常数，Bi为第i部节点雷达的接收机带宽，Fi为第i部雷达的接收机噪声系数，i = 1,2, 3，…，N，N为网络化雷达中节点雷达的个数； (2)假设目标相对于每部节点雷达的散射截面积Pi的均值为O,在干扰机未开机时，通过接收回波信号估计目标相对于每部节点雷达的散射截面积P i的标准差σ i ; (3)干扰机开机之后，每部节点雷达通过接收干扰信号估计其接收到的干扰信号平均功率Pji: 2.根据权利要求1所述的一种，其中步骤(2)所述的在干扰机未开机时，通过接收回波信号估计目标相对于每部节点雷达的散射截面积P i的标准差σ i，按如下步骤进行: 2a)估计接收到的回波信号的功率 3.根据权利要求1所述的一种，其中步骤(5)所述的根据步骤(4)中的回波信号模型，计算各节点雷达回波信号与目标散射特性之间的互信息Ii (A ; P i I Si)，按如下步骤进行: 5a)设干扰机发射的干扰信号为压制式随机干扰，则第i部节点雷达回波信号的概率密度函数P Oi I Si): 4.根据权利要求1所述的一种，其中步骤(8)所述的对步骤(7)中的优化方程进行求解，得到优化后的每部节点雷达的发射信号功率Psi，按如下步骤进行: 8a)对Rsi = SiSi11, Rji和Rwi进行特征值分解，得到: 【文档编号】G01S7/36GK103941238SQ201410193400【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年5月8日 优先权日:2014年5月8日 【专利技术者】张娟, 赵永红, 张林让, 赵珊珊, 刘楠 申请人:西安电子科技大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网络化雷达协同抗干扰发射功率分配方法，包括如下步骤： (1)根据雷达接收机噪声模型，估计每部节点雷达的接收机噪声功率PWi： PWi＝KTBiFi， 其中，K＝1.38×10‑23为玻耳兹曼常数，T＝290为温度常数，Bi为第i部节点雷达的接收机带宽，Fi为第i部雷达的接收机噪声系数，i＝1,2,3,…,N，N为网络化雷达中节点雷达的个数； (2)假设目标相对于每部节点雷达的散射截面积ρi的均值为0，在干扰机未开机时，通过接收回波信号估计目标相对于每部节点雷达的散射截面积ρi的标准差σi； (3)干扰机开机之后，每部节点雷达通过接收干扰信号估计其接收到的干扰信号平均功率PJi： 其中，Ji(k)为第i部节点雷达k时刻接收到的干扰信号，k＝1,2,…,T，T为接收信号的总时间长度； (4)建立干扰环境下网络化雷达中各节点雷达的接收回波信号模型ri： ri＝ρisi+Ji+Wi， 其中，ρi为除发射功率外的第i部节点雷达回波信号的复幅度，服从均值为零，方差为σi2的高斯分布；si＝[si(1),si(2),…si(k)…,si(T)]T，是第i部节点雷达的发射波形T次快拍构成的矢量，si(k)为第i部节点雷达k时刻的发射波形；Ji＝[Ji(1),Ji(2),…Ji(k)…,Ji(T)]T，是第i部节点雷达的干扰信号T次快拍构成的矢量，Ji(k)为第i部节点雷达k时刻接收到的干扰信号；Wi＝[Wi(1),Wi(2),…Wi(k)…,Wi(T)]T，是第i部节点雷达的噪声信号T次快拍构成的矢量，Wi(k)为第i部雷达k时刻的接收机噪声信号，设其为高斯白噪声信号；(·)T表示转置运算； (5)根据步骤(4)中各节点雷达的接收回波信号模型，计算各节点雷达回波信号与目标散射特性之间的互信息Ii(ri；ρi|si)，其中，I(·；·|·)表示条件互信息； (6)对各节点雷达回波信号与目标散射特性之间的互信息Ii(ri；ρi|si)进行求和，得到网络化雷达接收回波信号与目标散射特性之间的互信息I(r；ρ|s)： 其中，RJi＝JiJiH＝PJi·I，RWi＝WiWiH＝PWi·I，I为T×T单位矩阵，(·)H表示共轭转置运算，det(·)表示求矩阵的行列式； (7)以步骤(6)所得的互信息I(r；ρ|s)为目标函数，使其最大化，并忽略其中与发射信号功率无关项log[det(RJi+RWi)]}，同时对雷达发射信号的总功率P0进行约束，得到干扰条件下网络化雷达发射功率分配的优化方程： 其中，tr(·)表示求矩阵的迹； (8)对步骤(7)中的优化方程进行求解，得到优化后的每部节点雷达的发射信号功率Psi。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张娟，赵永红，张林让，赵珊珊，刘楠，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61