[发明专利]频谱共存环境下双基地雷达最优射频隐身功率分配方法

说明书

本发明公开了一种频谱共存环境下双基地雷达最优射频隐身功率分配方法，包括确定双基地雷达系统模型及环境先验知识；分别推导表征雷达目标时延估计精度的克拉美‑罗下界表达式和表征通信基站服务质量的信道容量表达式；根据预先设定的雷达目标时延估计精度阈值δ_CRLB和信道容量阈值C_set，建立频谱共存环境下双基地雷达最优射频隐身功率分配模型；采用线性规划方法对频谱共存环境下双基地雷达最优射频隐身功率分配模型进行求解。本发明方法不仅保证了雷达目标探测性能和通信基站服务质量的要求，而且有效提升了该系统的射频隐身性能。

技术领域

本发明属于雷达功率分配的技术领域，具体提出频谱共存环境下双基地雷达最优射频隐身功率分配方法。

背景技术

近年来，随着无线通信系统的迅猛发展，频谱资源的短缺引起了人们的广泛关注。雷达与通信系统之间的频谱共享技术是一种很有前途的方法，可以缓解无线电频率带宽的竞争。在雷达通信频谱共存环境下，通过波形优化和动态频谱感知等共存技术实现信息交换，可以实现互利共赢。同时双基地雷达系统发射机和接收机部署在空间不同位置，系统中接收机接收到目标回波信号后进行信息融合，可以有效提高双基地雷达系统的目标参数估计性能。

然而，目前频谱共存环境下的雷达发射功率分配研究大多集中于雷达系统性能的改进，而忽略了基于射频隐身的雷达最优功率分配。虽然已有的研究成果涉及基于射频隐身的双基地雷达系统最优波形设计问题，在满足给定目标参数估计性能和通信性能的条件下，通过优化一体化正交频分复用发射波形，在一定程度上提升了系统的射频隐身性能。然而，已有研究成果未考虑频谱共存环境下双基地雷达最优射频隐身功率分配问题对系统射频隐身性能的影响，具有一定的局限性。

发明内容

发明目的：提供一种频谱共存环境下双基地雷达最优射频隐身功率分配方法，可有效降低双基地雷达系统的总发射功率，有效提升其射频隐身性能。

该方法考虑由一部单基地雷达和一部通信基站构成的双基地雷达系统，通信基站发射通信信号通过目标散射可以被雷达接收机接收，即当雷达接收机工作时，接收机同时收到雷达探测目标的散射回波以及通信基站全向辐射的目标回波。在双基地雷达系统中，通信基站可以看作一台雷达发射机。根据先验知识，获取雷达-目标-通信基站路径响应，雷达-目标-雷达路径响应和通信基站-目标-雷达路径响应；在此基础上，以满足指定雷达目标时延估计精度和通信基站服务质量为约束条件，以最小化双基地雷达总发射功率为优化目标，建立频谱共存环境下双基地雷达最优射频隐身功率分配模型，自适应统筹优化子载波分配，从而最小化双基地雷达总发射功率，以达到提升该系统射频隐身性能的目的。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明针对一部单基地雷达和一部通信基站构成的双基地雷达系统，通信基站可以看作一台雷达发射机。根据先验知识，获取路径响应，分别构建表征双基地雷达目标时延估计精度的克拉美-罗下界和通信基站服务质量的信道容量表达式。同时，以满足指定雷达目标时延估计精度和通信基站服务质量为约束条件，以最小化双基地雷达的总发射功率为优化目标，建立频谱共存环境下双基地雷达最优射频隐身功率分配模型。通过求解该优化模型所得雷达子载波功率分配方案，可在满足一定雷达目标时延估计精度阈值和通信基站信道容量阈值的条件下，自适应优化各子载波上的雷达发射功率分配，通过采用标准线性规划进行求解，得到的解即为每个子载波上的雷达发射功率。具体为：

频谱共存环境下双基地雷达最优射频隐身功率分配方法，包括以下步骤：

(1)确定双基地雷达系统模型及环境先验知识；

(2)分别推导表征雷达目标时延估计精度的克拉美-罗下界表达式和表征通信基站服务质量的信道容量表达式；

(3)根据预先设定的雷达目标时延估计精度阈值δ_CRLB和信道容量阈值C_set，建立频谱共存环境下双基地雷达最优射频隐身功率分配模型；