一种空间-频率-极化组合协同探测方法技术

本发明专利技术提供一种空间-频率-极化组合协同探测方法，考虑目标姿态角的随机性，采取在方位上取加权平均检测概率最大的方法来对协同网络内各节点雷达空间属性、频率属性、雷达极化属性进行配置，构建的协同探测系统能够联合实现空间-频率-极化分集技术，较其他雷达系统获取了更多更丰富的目标多样性信息，检测性能更高，威力范围更大，进一步的，采用将节点雷达系统与网络相结合的模式，使得该协同探测方法具有抗摧毁、抗干扰、自组织化等网络特点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供，考虑目标姿态角的随机性，采取在方位上取加权平均检测概率最大的方法来对协同网络内各节点雷达空间属性、频率属性、雷达极化属性进行配置，构建的协同探测系统能够联合实现空间-频率-极化分集技术，较其他雷达系统获取了更多更丰富的目标多样性信息，检测性能更高，威力范围更大，进一步的，采用将节点雷达系统与网络相结合的模式，使得该协同探测方法具有抗摧毁、抗干扰、自组织化等网络特点。【专利说明】
本专利技术属于雷达目标探测技术。
技术介绍
单基地雷达将大范围的防空区域切割为部分互相覆盖的多个子区域，每部雷达利用天线的不停扫描(机扫或相扫)，完成其中一个子区域全方位监测，多部雷达就覆盖整个防空区域。由于各类飞行目标的迅速发展，降低了传统雷达的探测性能，导致雷达威力范围缩小，形成了很多缝隙洞。为拓展雷达威力范围，可采用增加雷达功率孔径积、改进雷达后端信号处理、采用雷达组网等手段。其中，增加雷达发射机功率不仅提高了硬件成本和技术难点；近些年来主要采用后端信号处理手段改善雷达系统的探测性能，其对探测性能改善有限，很难达到对隐身目标的探测要求；雷达组网虽然可以利用多个雷达节点信息进行联合处理，但是其存在信息融合层次低、空间分集的分集路径少，探测维度低等缺点，仍然无法达到对隐身目标的探测要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种基于认知优化的空间-频率-极化组合协同探测方法。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是，，包括以下步骤:步骤1、获取目标的先验目标特性后配置各节点雷达空间属性、频率属性、雷达极化属性，使得各节点雷达从不同空间、不同发射频率、不同极化方式下的获取目标雷达散射截面RCS信息；获取先验目标的目标特性后配置各节点雷达空间属性、频率属性、雷达极化属性的具体方法是:< 歹，P: 7 >= arg max「o)' P1 (SNR11) + ω,Pi (SNR11 ) +...+ (% P, (SNRik ) Ie.p.j L1‘ΛΛ 」其中，歹=表示使得加权平均检测概率达到最大所对应的M个节点的空间观测角度的集合，μ为节点雷达总数；.....Tj表示使得加权平均检测概率达到最大时M个节点所对应的发射频率的集合，卢=表示使得加权平均检测概率达到最大时M个节点所对应的极化方式的集合；ωη表示第η个姿态角的权系数，η =1,2,...,N, N为目标在范围划分出的内姿态角总个数，)表示在目标姿态角θ n下的个节点雷达的平均检测概率；步骤2、各节点雷达天线指向同一观测区域，接收各节点获取的目标信息进行信号融合，以提取目标信息得出探测结果。由于目标姿态角0/在内出现的概率是随机的，考虑目标姿态角的随机性，采取在方位上取加权平均检测概率最大的方法来对协同网络内各节点雷达空间属性、频率属性、雷达极化属性进行配置。本专利技术提出的频率-极化组合协同探测利用空间分集获取目标多样性信息时存在单一性的问题，采用频率分集技术和极化分集技术使得协同探测网雷达可以获取更丰富的目标多样性信息，克服了协同探测网获取目标多样性单一而对某类目标检测能力下降的问题。进一步的，采用控制中心通过通信链路与各节点雷达互连，由控制中心控制各节点雷达件的数据传输与信息共享。本专利技术的有益效果是，构建的协同探测系统能够联合实现空间-频率-极化分集技术，较其他雷达系统获取了更多更丰富的目标多样性信息，检测性能更高，威力范围更大，进一步的，采用将节点雷达系统与网络相结合的模式，使得该协同探测方法具有抗摧毁、抗干扰、自组织化等网络特点。【专利附图】【附图说明】图1为实施例流程图。【具体实施方式】为了方便描述本专利技术描述的内容，首先做以下术语定义:空间分集:是指雷达系统利用多个间距很大的天线，从不同方向观测目标得到雷达散射截面RCS信息。频率分集:是指雷达系统通过发射多个间隔较大载频的电磁波对空间目标进行照射，利用目标对不同频率电磁波反射强度的不同，以获取不同频率信息的RCS信息。极化分集:是指雷达系统通过双极化天线分别发射水平极化电磁波和垂直极化电磁波，利用目标会改变电磁波的极化现象，可以获取4种极化方式的目标雷达散射截面RCS信息。如图1所示，空间-频率-极化组合协同探测包括以下步骤:步骤一、网络构建:1、构建雷达节点属性:I.1、构建节点空间属性节点空间属性构建是将M雷达节点通过广散布局，使得各雷达节点可以从不同方向观测目标，以获取目标空间多样性信息，为满足空间分集条件，各节点雷达空间属性应满足:【权利要求】1.，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1、获取目标的先验目标特性后配置各节点雷达空间属性、频率属性、雷达极化属性，使得各节点雷达从不同空间、不同发射频率、不同极化通道分别来获取目标空间、频率以及极化多样性信息； 获取先验目标的目标特性配置各节点雷达空间属性、频率属性、极化属性的具体方法是: 2.如权利要求1所述，其特征在于，所述各节点雷达空间属性还应满足: 3.如权利要求1所述，其特征在于，所述各节点雷达频率属性还需要满足各节点的发射频率Λ fc间隔满足: ，其中，c为光速，Ld为目标孔径。4.如权利要求1所述，其特征在于，各节点间通信采用光纤作为通信链路的传输媒介。5.如权利要求1所述，其特征在于，采用控制中心通过通信链路与各节点雷达互连，由控制中心控制各节点雷达件的数据传输与信息共享。6.如权利要求1所述，其特征在于，步骤2中接收各节点获取的目标信息进行信号融合之前还对接收各节点获取的目标信息进行空间坐标的统一以及时间配准；所述空间坐标的统一为将各独立测量节点雷达的坐标系变换为以中心雷达的坐标系，所述时间配准为根据不同通道的目标回波时延对各节点接收到的不同通道的目标信息进行延时补偿。【文档编号】G01S13/87GK103926584SQ201410181606【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日 【专利技术者】崔国龙, 王佰录, 汪兵, 刘羽锐, 易伟, 杨建宇, 杨晓波, 孔令讲 申请人:电子科技大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空间‑频率‑极化组合协同探测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、获取目标的先验目标特性后配置各节点雷达空间属性、频率属性、雷达极化属性，使得各节点雷达从不同空间、不同发射频率、不同极化通道分别来获取目标空间、频率以及极化多样性信息；获取先验目标的目标特性配置各节点雷达空间属性、频率属性、极化属性的具体方法是：<θ‾,ρ‾,f‾>=argmaxθ,ρ,f[ω1Pd(SNRθ1)+ω2Pd(SNRθ2)+...+ωθNPd(SNRθN)]]]>其中，表示使得加权平均检测概率达到最大所对应的M个节点的空间观测角度的集合，M为节点雷达总数；表示使得加权平均检测概率达到最大时M个节点所对应的发射频率的集合，表示使得加权平均检测概率达到最大时M个节点所对应的极化方式的集合；ωn表示第n个姿态角的权系数，n＝1,2,...,N，N为目标在范围[‑180°,180]划分出的内姿态角总个数，表示在目标姿态角θn下的节点雷达的平均检测概率；步骤2、各节点雷达天线指向同一观测区域，接收各节点获取的目标信息进行信号融合，以提取目标信息得出探测结果；其中，Pd(SNRθn)=QN(2SNRθn,2γ/σn02),]]>γ为门限值，QN为马库姆MarcumQ函数，为高斯白噪声的平均功率，门限值γ通过以下方式确定：PFA=exp(-γσn02)Σk=0L-11k!(γσn02)2,]]>PFA为预设的虚警概率，k为通道数变量，L＝4M2，！表示连乘；SNRθn=R04Rm2Rl2σ(θn)σ0SNR0,]]>σ(θn)为目标姿态角θn下先验的雷达散射截面RCS数据；σ0为目标后向散射面积，SNR0节点雷达单独工作时的检测因子，R0为节点雷达最大作用距离，Rm表示发射节点到当前检测单元的电磁波传播距离，Rl表示接收节点到当前检测单元的电磁波传播距离。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔国龙，王佰录，汪兵，刘羽锐，易伟，杨建宇，杨晓波，孔令讲，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51