[发明专利]基于变化监视需求的MIMO雷达移动平台快速机动部署方法

摘要

本发明公开了一种基于变化监视需求的MIMO雷达移动平台快速机动部署方法，包括以下步骤：S1、建立MIMO雷达移动平台机动部署优化模型；S2、建立优化模型的目标函数；S3、计算单次机动部署的目标函数；S4、运用遗传算法计算单次机动部署的最优解；S5、依次求解每次机动部署的最优解，通过优化模型得到整体机动部署的最优解。本发明在MIMO雷达网络中加入了可移动的平台，减少了雷达网络的部署成本，增加了雷达网络的灵活性、适应性，解决了以往方法单次部署难以满足变化监视需求的问题；本发明利用遗传算法解决高维问题的优势，布站算法计算量小、性能优秀，可以通过快速机动部署雷达网络移动平台来满足不断变化的战场监视需求。

主权项

1.基于变化监视需求的MIMO雷达移动平台快速机动部署方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立MIMO雷达移动平台机动部署优化模型；假设监视需求改变一次就有一个新的监视区域需要监视，机动部署移动平台一次；监视需求改变了I次，即相继有I个新的监视区域需要监视，需要机动部署I次移动平台；设MIMO雷达网络包含J个移动平台和K个静止平台，定义Θ＝[μ₁，μ₂，...,μ_K]表示K个静止平台的位置，为第i次部署后的J个移动平台的位置，记则优化模型为：其中，D_max为移动平台在一次部署中的最大移动距离；S2、建立优化模型的目标函数；具体实现方法为：用和分别表示监视区域、布站区域和有效覆盖区域，则覆盖率定义为：结合步骤S1中建立的优化模型，定义优化模型的目标函数为：表示雷达网有效覆盖的区域是关于H_i的函数，area()表示该区域的面积，表示第i个监视区域；上述目标函数为包含所有雷达节点位置向量H_i的函数；S3、计算单次机动部署的目标函数；具体实现方法为：为了计算目标函数，需要确定监视区域是否被覆盖，将监视区域离散化为L个分辨单元，监视区域被覆盖的单元的个数与监视区域总的单元个数L的比值即为该监视区域的覆盖率；每个监视单元通过MIMO网络对每个分辨单元的检测概率P_d来判断该监视区域是否被覆盖，若对某个分辨单元的检测概率满足P_d≥P_dt，则称该单元被覆盖，否则该单元未被覆盖，其中P_dt为设置的检测门限；MIMO雷达网络包含M个发射天线和N个接收天线，则第l个分辨单元的检测概率P_d计算如下：其中，为第l个分辨单元的位置；Q_M×N为马库姆函数；γ_T为根据虚警概率P_fa设定的检测门限，通过公式(5)求出；ξ_l为所有通道总的信噪比；l＝1,2,...,L；当雷达资源和设计的性能指标确定后，M、N和P_fa都是确定的，所以为了计算P_d只需计算ξ_l，假设M＝N＝J+K，由单基及双基雷达距离方程推导知，ξ_l计算如下：其中，D₀是满足所设检测性能的检测因子，σ_m,n是双基雷达检测下目标的RCS，σ是单基雷达检测下目标的RCS，R_max是单基雷达的最大探测距离，R_tm是第m个雷达到第l个分辨单元的欧氏距离，R_rn是第n个雷达到第l个分辨单元的欧氏距离；S4、运用遗传算法计算单次机动部署的最优解；S5、依次求解每次机动部署的最优解，通过优化模型得到整体机动部署的最优解。