一种机载分布式MIMO雷达节点位置与路径分步优化管控方法

作     者：王楚涵 李小龙 望明星 陈哲 张钊 

作者机构：电子科技大学信息与通信工程学院 

出 版 物：《信号处理》 (Journal of Signal Processing)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(62101099、62271126、61801085) 中国科协青年人才托举工程(YESS20200082) 中国博士后科学基金项目(2019T120825、2018M633352、2021M690558、2022T150100) 四川省自然科学基金项目(2023NSFSC1386) 

主　　题：多输入多输出雷达 优化管控 粒子群算法 遗传算法 

摘      要：机载分布式多输入多输出（Multiple Input Multiple Output， MIMO）雷达系统是基于机载分布式平台，采用多个雷达节点同时发射、同时接收信号的方式，协同处理多雷达回波以提升信噪比，进而提高雷达系统对目标区域的监视性能。系统资源管控能够显著提升节点位置、飞行路径等资源的利用率，增强探测目标能力，是机载分布式MIMO雷达系统的关键技术之一。本文研究了一种机载分布式MIMO雷达节点位置与路径分步优化管控方法。首先，根据雷达系统的探测需求、运动学约束、雷达节点位置等因素，建立了机载分布式MIMO雷达节点位置与路径优化模型。其次，利用粒子群算法（Particle Swarm Optimization，PSO）对机载分布式MIMO雷达节点位置进行优化求解得到各雷达节点最佳布站位置。随后，考虑机载分布式多节点不同路径匹配准则，包括航迹总和最短、最长航迹最短以及航迹残差最小准则，建立了多机协同逐帧路径优化模型，通过遗传算法（Genetic Algorithms，GA）进行逐帧求解，得到不同节点的优化飞行路径。仿真结果表明，相比常规布站方法，所提布站优化方法具有更好的区域监视性能；相比于直线飞行方案，所提路径优化方法所得飞行方案在逐帧区域监视性能上更优。