改进遗传算法的相控阵雷达自适应调度算法及仿真

多功能相控阵雷达因其阵列天线的波束捷变能力,可执行对多个目标交替搜索、验证、跟踪等任务,而如何在时间约束下分配任务,对雷达性能有着决定性的影响。使用一种有效的调度算法能够使雷达资源合理分配,能够让雷达整体性能优化。在分析自适应调度算法的设计原则基础上,给出了具体的性能评估指标。针对多功能相控阵雷达,改进了传统的遗传算法作为调度算法。算法能够在雷达调度间隔约束下,选择综合效能最好的方案安排一个调度间隔内的雷达事件序列,并通过仿真结果验证了算法的有效性。     

综合优先级的被动雷达任务自适应调度算法

综合考虑影响威胁度的5个参数,给出辐射源威胁度评估准则与方法。将辐射源威胁度参数融入被动雷达任务优先级的设计中,提出一种综合优先级算法(HTHPEDF),根据辐射源威胁度动态地调整任务优先级。运用该综合优先级算法实现任务自适应调度,设计调度收益与调度代价的评价函数。通过仿真验证了算法的有效性,该算法以较低的调度代价获得较高的调度收益,可有效提升任务综合调度能力。     

带时间窗的相控阵雷达实时任务调度方法

为了解决传统相控阵雷达任务调度中采用基于工作方式优先级的方法而存在忽略任务时间紧迫性和重要性的问题,提出了一种基于任务自身工作方式优先级、截止期和空闲时间3个特征参数的相控阵雷达任务调度方法,通过调整参数的权重来适应调度器不同的负载情况,并采用时间窗处理发生冲突的任务请求,确保更多的高优先级任务在调度间隔内被调度。仿真结果表明,所提出的方法能够有效提高任务的调度成功率,明显改善调度器性能。     

相控阵雷达协同探测任务调度研究北大核心

针对相控阵雷达协同探测资源调度问题,提出了一种协同探测任务调度算法。首先介绍了相控阵雷达协同探测相关内容;接着给出了协同探测调度模型。针对多节点协同探测,提出一种优化模型,权衡时间偏移量和时间利用率2个因素,在不显著增大时间偏移量的前提下,提高时间利用率,提升探测性能。最后通过仿真验证了算法的有效性。     

相控阵雷达协同探测任务调度研究

针对相控阵雷达协同探测资源调度问题,提出了一种协同探测任务调度算法。首先介绍了相控阵雷达协同探测相关内容;接着给出了协同探测调度模型。针对多节点协同探测,提出一种优化模型,权衡时间偏移量和时间利用率2个因素,在不显著增大时间偏移量的前提下,提高时间利用率,提升探测性能。最后通过仿真验证了算法的有效性。     

一种基于周期分区的时间调度算法

针对多功能相控阵雷达任务实时调度问题,提出了一种基于采样周期分区的时间资源调度算法(记为PD)。该算法以各类任务采样周期的最大公约数为分区标准,将各采样周期均分为多个等长区间,再将各类任务平均分配到不同分区中调度执行,可解决调度过程中任务因采样周期不同产生冲突的难题。仿真结果表明,该算法可提高系统任务调度能力,可广泛应用于相控阵雷达任务调度及其他实时任务调度系统。     

舰载相控阵雷达对空搜索仰角上的资源分配

针对舰载相控阵雷达对空搜索的特点和规律,分析了影响仰角上资源分配的因素,根据不同空域,不同目标的威胁度划分了搜索屏,并确定其优先级别。详细研究了舰载相控阵雷达对空搜索性能的优化模型,给出了相控阵雷达搜索帧周期和驻波时间的优化选取的最佳准则和方法。利用模型进行了相关的仿真计算,得到的结果验证了该方法的有效性。     

反导任务下一种相控阵雷达搜索参数优化方法

搜索参数优化设计是相控阵雷达探测性能提升的重要途径。在相控阵雷达反导任务背景下,针对导弹类目标建立了以最大期望发现距离为目标函数的搜索参数优化模型,在目标匀速运动和加速运动的条件下分别给出了雷达搜索波束最佳驻留时间以及相应目标期望发现距离的优化表达式,仿真证明了算法的有效性。     

基于优化神经网络的雷达波束分配方法研究

在多目标的跟踪过程中,自适应地分配雷达波束能够进一步提升雷达的工作效率.为了合理调度雷达波束跟踪目标,根据目标运动状态参数,建立了目标威胁度评估模型.该模型根据目标运动状态,包含类型、速度、加速度、航向角、高度、距离和干扰程度等;然后基于混合遗传粒子群优化算法改进了BP神经网络,分别采用运动状态信息和目标威胁度作为神经网络的输入和输出,建立了目标威胁度评估模型;算法根据威胁度的大小进行波束调度,并采用执行威胁率衡量波束调度的效果.仿真结果表明,该模型具有更高的预测精度,能够准确地实现目标威胁评估,在此基础上具有较好的波束调度效果.     

基于小生境遗传算法的相控阵雷达任务调度

针对密集目标环境下相控阵雷达任务调度问题,分析了相控阵雷达工作任务特点、调度流程以及资源约束,建立了资源约束条件下的相控阵雷达调度模型。研究了传统遗传算法在相控阵雷达任务调度中收敛速度慢和早熟问题,提出了基于共享机制的自适应小生境技术的改进方法。仿真结果表明,基于小生境遗传算法的相控阵雷达任务调度方法能够有效地提高任务调度成功率,降低截止期错失率。     

一种相控阵雷达多通道同步方法

相控阵雷达采用多通道工作方式后增加了自由度并提升了系统性能.针对雷达遇到的同步问题,提出一种相控阵雷达多通道同步方法.该方法首先采用同步触发方式对单个时钟芯片进行同步,然后对多个时钟芯片的同步信号进行精确延时调整,最后采用一种自适应采样窗口中心调节方法实现多个高速模数转换器的同步.将其应用于实际雷达产品,实测结果表明,...     

单通道相控阵雷达及类波束形成技术

针对常规相控阵雷达的馈线网络小型化问题以及由发射高增益定向波束引起雷达信号被截获概率较大的问题,提出了一种新的相控阵雷达系统。该系统的馈线网络中仅有一个带移相器的收发共用通道,在时序控制模块的控制下贯续接入各收发共用的阵元进行发射信号馈送或信号接收,同一时刻只有一个阵元与通道连接。基于此系统提出了类波束形成的概念与技术,通过各阵元依次发射时间分集的脉冲信号形成类发射波束;各阵元依次接收这些脉冲信号并进行相干脉冲积累以形成类接收波束;并通过控制移相器的相移量以及通道切换时间形成各阵元间发射或接收的相位差进而控制类波束的最大指向。仿真分析证明了该系统能以较小的硬件规模在不形成高增益定向波束的前提下具有与常规相控阵相当的性能。     

发射波束域MIMO-STAP雷达发射接收联合设计方法

研究了信号相关杂波背景下机载多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达发射波束形成和接收滤波器的联合设计问题,建立了机载MIMO雷达发射波束域空时自适应处理(space-time adaptive processing, STAP)信号模型。为了提升杂波环境下目标的检测性能,通过最大化输出信干噪比构建了发射波束形成和接收滤波器的联合设计问题;然后,设计了一种新的基于优化最小化(majorization-minimization,MM)框架的迭代优化算法来解决联合设计问题。该算法通过合理寻找目标函数的下界可以有效提升算法的收敛速度并降低算法的运行时间。此外,与传统的相控阵雷达和MIMO雷达相比,优化后的发射波束形成和接收滤波器可以显著提升输出信干噪比,仿真实验验证了所提方法的有效性。     

Scheduling coupled tasks

Consider a set of task pairs coupled in time: a first (initial) and second (completion) tasks of known durations with a specified time between them. If the operator or machine performing these tasks is able to process only one at a time, scheduling is necessary to insure that no overlap occurs. This problem has a particular application to production scheduling, transportation, and radar operations (send-receive pulses are ideal examples of time-linked tasks requiring scheduling). This article discusses several candidate techniques for schedule determination, and these are evaluated in a specific radar scheduling application.     

相控阵雷达外场试验目标模拟技术

针对传统雷达回波模拟技术模拟目标态势单一、建设成本高、灵活性差等缺陷,结合相控阵雷达快速波束定向的扫描特点,提出了一种基于射频存储转发技术和移动阵列平台的相控阵雷达外场试验目标模拟方法。该方法采用射频空间辐射注入的方式为雷达提供较为逼真的三维空间模拟目标回波信号和构建较为复杂的模拟目标场景态势,能够支持包括雷达天线在内的整个雷达系统进行模拟试验或训练。最后通过实例仿真验证了该方法的有效性和可实现性。     

相控阵雷达外场试验目标模拟技术研究

针对传统雷达回波模拟技术模拟目标态势单一、建设成本高、灵活性差等缺陷,结合相控阵雷达快速波束定向的扫描特点,提出了一种基于射频存储转发技术和移动阵列平台的相控阵雷达外场试验目标模拟方法。该方法采用射频空间辐射注入的方式为雷达提供较为逼真的三维空间模拟目标回波信号和构建较为复杂的模拟目标场景态势,能够支持包括雷达天线在内的整个雷达系统进行模拟试验或训练。最后通过实例仿真验证了该方法的有效性和可实现性。     

基于相控阵雷达自适应波束形成的抗干扰技术

基于相控阵雷达自适应多波束,研究了相控阵雷达抗干扰的新方法,该方法把自适应波束调零控制技术、副瓣对消技术和极化选择抗干扰技术综合应用于相控阵接收多波束形成中,使相控阵雷达具有良好的抗干扰性能。     

Feasibility analysis of WDM links for radar applications

Active phased array antennas enhances the performance of modern radars by using multiple low power transmit/receive modules in place of a high power transmitter in conventional radars. Fully distributed phased array radars demand the distribution of various signals in radio frequency(RF) and digital domain for real time operation. This is normally achieved through complex and bulky coaxial distribution networks. In this work, we intend to tap the inherent advantages of fiber links with wavelength division multiplexed(WDM) technology and a feasibility study to adapt these links for radar applications is carried out. This is done by analysing various parameters like amplitude, delay, frequency and phase variation response of various radar waveforms over WDM links. This also includes performance evaluation of non-linear frequency modulation(NLFM) signals, known for better signal to noise ratio(SNR) to specific side lobe levels. NLFM waveforms are further analysed using pulse compression(PC) technique. Link evaluation is also carried out using a standard simulation environment and is then experimentally verified with other waveforms like RF continuous wave(CW), pulsed RF and digital signals. Synchronization signals are generated from this variable duty cycle digital signals during real time radar operation. During evaluation of digital signals, variable transient effects for different duty cycles are observed from an amplifier configuration. A suppression method is proposed to eliminate this transient effects. Further, the link delay response is investigated using different lengths of fiber spools. It can be inferred from the experimental results that WDM links are capable of handling various signals significant to radar applications.     

相控阵雷达LPI搜索方法研究

相控阵雷达可通过合理配置工作参数优化其性能。针对相控阵雷达在搜索目标时易受敌方电子侦察设备威胁的现实,研究了在保持搜索能力的同时,通过合理配置参数降低截获概率的问题。分析了影响相控阵雷达搜索状态LPI(Low Probability of Intercept)性能的主要因素,建立了截获概率模型与搜索能力模型,给出了3种参数调整策略。仿真试验验证了模型的有效性,并比较了3种策略的优劣。