基于脉冲交错的数字阵列雷达任务优化调度算法

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1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaAug．252017V01．38No．8SSN1000．6893CN11．1929／Vhttp：／／hkxbbuaaedu．crlhkxb@buaa．educn基于脉冲交错的数字阵列雷达任务优化调度算法盂迪1’2一，张群1’2，罗迎1’2，陈怡君1’21．空军工程大学信息与导航学院，西安7100772．信息感知技术协同创新中心，西安710077摘要：针对数字阵列雷达搜索、跟踪和成像任务的资源调度问题，提出一种数字阵列雷达(DAR)任务的优化调度算法。该算法以脉冲交错技术为基础，在对目标搜索与跟

2、踪的同时，利用基于压缩感知的稀疏孔径认知逆合成孔径雷达(ISAR)成像方法对部分精密跟踪目标成像，并采用观测时间动态调整策略以提高雷达系统的自适应能力。仿真结果表明，与传统雷达资源调度算法相比，该算法可以将成像任务考虑到优化调度模型中并合理分配资源，实现雷达多任务并行的调度，获得更高的资源利用率与期望的成像质量。关键词：数字阵列雷达；资源调度；脉冲交错；稀疏孔径成像；资源利用率中图分类号：V243．2文献标识码：A文章编号：10006893(2017)08320930—10随着雷达数字化程度的提高，数字阵列雷达作为一种新体制雷达，得到了雷达行业的广泛重视和研究口。5]。

3、相比于传统的模拟相控阵雷达，数字阵列雷达除了具有探测精确度高、探测复杂目标能力强，抗干扰能力强等优势外，还具有信号处理方式灵活的特点，能够同时对多个空域进行搜索、对多个目标进行跟踪和成像，因此可以很大程度地节省雷达时间资源[6。8]。合理、灵活、高效的调度策略是其能否发挥其优势的关键所在。现有的雷达资源优化调度方法主要可分为两大类：模板法和自适应调度方法。其中自适应调度方法能够根据工作环境和任务需求灵活地调整资源调度策略，是最有效但也最为复杂的调度方法[9]。目前为止，有许多学者对雷达资源调度模型展开了深入的研究。文献[10]提出了一种基于时间窗的相控阵雷达自适应算法，

4、验证了在调度过程中引入时间窗的合理性及有效性；文献[11]提出了一种基于“服务质量”的资源分配模型来实现相控阵雷达系统对目标跟踪性能的最优化；文献[12]提出一种基于信息熵的白适应调度算法，解决重点区域内目标的最优搜索问题。为了进一步提高雷达系统的资源利用率，充分发挥数字阵列雷达的多功能优势，脉冲交错技术被提出，其核心思想是在单个任务收发脉冲间隔内调度其他任务的发射或接收脉冲。文献[13]分析了这种技术，并利用启发式算法解决了一部现实相控阵雷达的波束驻留自适应调度问题；文献[14]基于脉冲交错技术，提出了雷达任务二次规划模型的一种最优解解析求解算法，有效提高了雷达高优先

5、级任务的调度成功率；文献[15]提出一种数字阵列雷达波束驻留调度间隔分析算法。然而，大多数算法没有将成像任务纳入雷达资源调度模型中。将成像任务与搜索、跟踪等任务共同调度，不仅可以提高雷达对目标的识别能力，充分发挥其收稿日期：2016—11．14；退修日期：2017—03．10；录用日期：2017—03．14；网络出版时间：2017—03—2317：50网络出版地址：WWWcnki．net／kcms／detail／111929．V201703231750．012html基金项目：国家自然科学基金(61631019)*通讯作者．E—mail：mengdill05@163co

6、m爨用格武

7、孟迪，张群．多迎。等．基f脉冲交错的数字阵确雷达任务优化诵魔算法￡Jj．航空学报．2017，38(8)：320930．MENGD，ZHANGO，LUOY，etalAneffectiveschedulingalgorithmfordigitalarrayradarbasedoapulseinterleaving(JJ．ActaAeronaufi—caetAstronauticaSinica，2017，38(8)：320930320930．1航空学报多任务协同的优势，而且可以进一步将成像得到的目标特征信息反馈给雷达系统发射端，从而实现成像任务需求的动态调整，达到

8、提高资源利用率的目的[1⋯。传统成像算法需要对目标长时间地连续观测获得高分辨像，而不同任务的交替进行势必会导致成像目标方位维的合成孔径采样变得稀疏和不连续。为解决上述问题，本文采用压缩感知逆合成孔径雷达(ISAR)成像方法，将成像任务需求充分考虑到雷达资源调度模型中，提出一种基于脉冲交错的数字阵列雷达任务优化调度算法。1基于脉冲交错的任务模型及约束条件数字阵列雷达是一种接收和发射波束都以数字方式实现的全数字相控阵雷达，它可以按照图1所示的形式进行脉冲交错。图中：￡。，、f。，和t。，分别代表任务驻留J(歹一1，2)的发射期、等待期和接收期