组网认知雷达冲突资源自适应分配技术研究

作     者：白钊铭 

作者单位：桂林电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：欧阳缮

授予年度：2020年

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] 

主      题：组网雷达 认知雷达 资源调度 资源冲突 脉冲交错 

摘      要：随着环境的日益复杂多变,组网雷达因其可同时执行多个目标的搜索、跟踪、成像、识别等多种任务的强大能力而广泛应用。而组网雷能达充分发挥其多任务协同工作能力的基础是雷达资源的有效调度。近年来,相关的组网雷达研究大多是围绕着组网雷达资源调度分配的研究,但研究成果基本都集中在目标搜查以及跟踪等方面,而对于相关的成像任务关注度不够。因此,在实际场合中,组网雷达的工作收益比较低。通过将成像任务纳入组网雷达资源调度体系中,可以改善组网雷达的工作效率。在此基础上,因组网雷达多目标多任务的特性,其导致的冲突问题较为严重。所以,此次课题研究将组网雷达和认知技术充分结合,对组网雷达成像资源自适应调度中的脉冲冲突问题进行深研。总体而言,本文的研究工作具体阐述如下:1、通过系统的研究组网认知雷达的基本框架及其数据融合处理中心,掌握组网认知雷达的工作原理和关键技术。再结合压缩感知对组网雷达成像资源调度进行研究分析,为后续研究提供理论基础。2、针对组网雷达多任务场景下的脉冲冲突问题,提出在满足组网雷达成像资源自适应调度的基础上,通过再分配算法将冲突部分波形资源再分配从而减少脉冲冲突点数。但是该方法资源利用率提升并不高,解决冲突能力有限。针对这一问题,提出了一种预交错算法。预交错算法通过在调度间隔内预先分配资源,最大化的利用剩余空闲资源点,直到雷达系统资源饱和或调度任务全部完成,从而解决组网雷达波形资源冲突问题。实验仿真验证了该方法的可行性,通过仿真实验对比分析了冲突脉冲占比与资源利用率两个方面的指标,证明了算法在解决波形资源冲突问题上的有效性。3、虽然上述算法在一定程度上解决了组网雷达资源冲突问题,但是由于组网雷达资源有限,在复杂的多任务场景下,雷达资源易达到上限。因此提出一种基于脉冲交错的组网雷达资源调度算法。该脉冲交错算法是把波形资源问题细化到脉冲层次,充分利用脉冲资源等待期,以时间和能量双重条件为约束,对组网各个雷达统一调度分配。仿真实验结果表明,该算法可以进一步的解决脉冲冲突问题并提高了组网雷达波形资源利用率。