[发明专利]一种基于脉冲交错的ISAR成像雷达资源自适应调度方法

说明书

提供一种基于脉冲交错的ISAR成像雷达资源调度方法，包括：第一步：发送少量脉冲对目标特征进行认知；第二步：利用认知结果计算观测维度等参数；第三步：在满足资源约束的前提下，利用脉冲交错技术对各个雷达成像任务进行调度；第四步：将调度成功的任务利用稀疏孔径观测成像。大大提高了系统的调度成功率和资源利用率。在成像目标特征认知后，可以通过平均交错度的变化曲线推断出系统的饱和容量，使调度方法更有效。

技术领域

本发明涉及信息处理技术与优化调度策略，具体涉及一种基于脉冲交错的ISAR成像雷达资源自适应调度方法。

背景技术

近年来，相控阵雷达技术获得了长足的发展，并已经得到了广泛应用。相比于常规机械扫描雷达，相控阵雷达微秒量级的波束捷变能力、可控制的空间功率和时间资源分配等特点使其在时间、能量管理方面具有无法比拟的优势。

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。常见的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。

脉冲交错理论的提出为进一步提升系统的资源利用率提供了新的途径，其基本思想是可利用发收脉冲间的等待期交错调度其他任务。从脉冲角度出发，进一步提高雷达资源的利用率。

谢潇潇等《一种改进的相控阵雷达脉冲交错算法》(雷达科学与技术,2013,4(2):185-191)提出了针对相控阵雷达的在线脉冲交错调度算法，提高了时间利用率和能量利用率；赵洪涛等《数字阵列雷达波束驻留调度间隔分析算法》(信息与电子工程,2011,9(1):17-21)针对数字阵列雷达波束驻留调度问题，提出了基于调度间隔分析的调度算法；等等。然而这些算法大都只是对目标的搜索和跟踪任务进行资源调度，没有将成像任务考虑在内。在实际情况中，目标成像可为目标分类与识别提供重要支撑信息，是相控阵雷达的重要功能之一。现有的相控阵雷达资源调度策略大多需要分出一部分连续的固定的资源实现成像功能，因此资源利用率较低。

在压缩感知理论框架下，对目标的连续观测成像可以转化为随机稀疏观测成像，并在稀疏孔径条件下获得高质量的目标ISAR像，这为将成像任务需求纳入相控阵雷达资源调度模型提供了有效的技术支撑。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提出一种基于脉冲交错的ISAR成像雷达资源自适应调度方法，包括下列步骤：

步骤一：建立一种雷达成像驻留任务模型：

式中，t_xj，t_wj，t_rj分别代表驻留j(j＝1,2)的发射期，等待期和接收期；et_i与st_i分别为第i个任务的期望调度起始时刻和实际调度起始时刻；T_ci为第i个任务的方位向相干累积时间；ω_i为第i个任务的时间窗，规定最早调度起始时间为期望调度起始时刻；向量T表示离散化后时间间隔的调度状态；a_i为第i个任务的任务编号；q₁,q₂,q₃,q₄为调整系数；第一个和第二个约束表示任务调度需满足的时间约束条件；第三到第五个约束表示成像任务需要满足的稀疏孔径条件和观测时间范围；第六个约束条件表示任务调度需满足的能量约束条件。

步骤二：雷达成像任务调度方法，具体包含下面步骤：

第一步：发送少量脉冲对目标特征进行认知；根据回波反馈信息，计算各目标成像所需要的方位向相干积累时间、观测维度；