本發(fā)明屬于相控陣?yán)走_(dá)目標(biāo)跟蹤技術(shù)，特別涉及一種基于相控陣體制雷達(dá)的目標(biāo)多模式跟蹤方法。

背景技術(shù)：

針對傳統(tǒng)雷達(dá)發(fā)射波形與環(huán)境無關(guān)，在發(fā)射過程中沒有利用任何接收到的信息反饋到發(fā)射端，每次發(fā)射都是重復(fù)同樣的波形，沒有根據(jù)獲取的信息改變發(fā)射波形，以實(shí)現(xiàn)和環(huán)境的最優(yōu)匹配等問題。Simon Haykin教授于2006年，提出了認(rèn)知雷達(dá)的概念。

傳統(tǒng)雷達(dá)通常采用固定的發(fā)射信號，在接收端的對收到的回波進(jìn)行自適應(yīng)處理，以及通過濾波算法的設(shè)計(jì)來提高性能。由于雷達(dá)對目標(biāo)的跟蹤性能在很大程度上取決于發(fā)射的波形，對于日益復(fù)雜的戰(zhàn)場環(huán)境及密集雜波、多目標(biāo)背景等挑戰(zhàn)，發(fā)射波形固定，當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，緊靠接收端的自適應(yīng)已難以獲得理想的效果。

雷達(dá)通過對當(dāng)前環(huán)境的電磁態(tài)勢的收集和分析，利用相應(yīng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)信息，周圍的態(tài)勢，雜波情況自適應(yīng)調(diào)整系統(tǒng)的接收和發(fā)射，使用最適合的系統(tǒng)配置(包括頻率、信號形式、發(fā)射功率、信號處理方式等)，匹配外部的環(huán)境和目標(biāo)狀態(tài)，提升探測性能。

基于相控陣體制的雷達(dá)，能夠在微秒至百微秒級進(jìn)行波束指向改變和波形捷變，支持波束的實(shí)時(shí)控制，具有高度的自適應(yīng)能力和靈活性。當(dāng)前的硬件技術(shù)水平已為實(shí)現(xiàn)雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射端的自適應(yīng)提供了良好的基礎(chǔ)。此外，雷達(dá)對電磁環(huán)境的認(rèn)知、推理能力，使得其能更有效的應(yīng)對復(fù)雜的電磁環(huán)境以及各種電子對抗。

傳統(tǒng)雷達(dá)的目標(biāo)跟蹤采用相同的跟蹤模式，對資源造成了浪費(fèi)，還容易跟蹤不穩(wěn)定性。本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于相控陣體制雷達(dá)的目標(biāo)多模式跟蹤方法。對雷達(dá)目標(biāo)跟蹤的國內(nèi)外的研究主要集中在波形優(yōu)化設(shè)計(jì)上，對于目標(biāo)的多模式跟蹤，目前在國內(nèi)外尚未見相關(guān)報(bào)道。該方法根據(jù)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，雜波環(huán)境，目標(biāo)位置實(shí)時(shí)選擇最匹配的模型進(jìn)行跟蹤，能夠節(jié)省雷達(dá)資源，提高跟蹤的穩(wěn)定性，在雷達(dá)、偵測、電子戰(zhàn)等領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于相控陣體制雷達(dá)的目標(biāo)多模式跟蹤方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：首先對目標(biāo)的回波進(jìn)行信噪比和信雜比估計(jì)，如果信號的回波較弱，估算其信噪比，計(jì)算其需要的脈沖積累數(shù)，安排多脈沖進(jìn)行跟蹤積累。其次根據(jù)跟蹤濾波的殘差，確定其下次跟蹤的波束大小，若波束覆蓋范圍太小，則目標(biāo)發(fā)生機(jī)動(dòng)，則會(huì)跑出波束的覆蓋區(qū)，造成目標(biāo)丟失?？紤]到工程的實(shí)現(xiàn)，采用三種大小的波門。在剛開始建航時(shí)采用大波門。穩(wěn)定跟蹤時(shí)采用小波門，失跟捕獲時(shí)采用中波門。根據(jù)目標(biāo)所在的距離，判決其采用和波束跟蹤，還是和差波束跟蹤，以保證目標(biāo)的測角精度。根據(jù)干擾情況，若受干擾，則發(fā)射相位編碼信號，否則發(fā)射線性調(diào)頻信號，干擾情況來源于目標(biāo)方位的干擾源側(cè)向。根據(jù)目標(biāo)的威脅度，判斷是采用TAS跟蹤還是TWS跟蹤，TWS跟蹤不消耗資源，利用搜索波束完成對目標(biāo)的跟蹤。根據(jù)目標(biāo)的雜波情況，采用MTD技術(shù)抗雜波。通過雜波圖和快門限，聯(lián)合判決雜波的干擾情況。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為，采用匹配的模式進(jìn)行跟蹤，增加了資源的有效利用率，增加了目標(biāo)的跟蹤穩(wěn)定性。且其工程實(shí)現(xiàn)簡單，便于在裝備上推廣應(yīng)用。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1是一種基于相控陣體制雷達(dá)的目標(biāo)多模式跟蹤方法的實(shí)現(xiàn)框圖。

具體實(shí)施方式

多模式跟蹤主要由雷達(dá)任務(wù)調(diào)度模塊完成，任務(wù)調(diào)度模塊實(shí)時(shí)接收目標(biāo)的航跡信息，干擾源信息，接收雜波圖和快門限信息等，根據(jù)收到信息判決本次對目標(biāo)的跟蹤照射哪種跟蹤模型。建立跟蹤模式庫。模型庫中存放6種跟蹤模型，對于每次的跟蹤波束駐留申請，從模模型庫中選擇相應(yīng)的模式。計(jì)算相關(guān)的參數(shù)，距離，確定周期等等。

本發(fā)明具體實(shí)施步驟如下，參見圖1。

①任務(wù)調(diào)度模塊接收已經(jīng)建立航跡的目標(biāo)的跟蹤請求。收到請求后，從目標(biāo)航跡庫中找到該目標(biāo)的航跡，提取目標(biāo)的航跡信息，讀取目標(biāo)的速度、航向、距離、方位、仰角、航跡質(zhì)量、跟蹤濾波殘差等。

②根據(jù)目標(biāo)的方位和仰角，從干擾源檢測設(shè)備中讀取干擾源信息，確定改方向是否受干擾，如果受干擾，則讀取干擾的頻點(diǎn)信息，干擾功率等。

③根據(jù)目標(biāo)的距離，方位、仰角讀取雜波圖中，目標(biāo)所在的位置是否存在雜波，如果存在則讀取雜波的強(qiáng)度分布。

④根據(jù)跟蹤的殘差和航跡質(zhì)量，以及目標(biāo)的距離，計(jì)算出目標(biāo)需要的波門大小。

⑤根據(jù)以上參數(shù)確定目標(biāo)跟蹤的波束駐留的模式。具體的選擇策略如下：

a)TWS模跟蹤。通過搜索波束維持對目標(biāo)跟蹤，對非重點(diǎn)目標(biāo)有效，例如對海面大型目標(biāo)，遠(yuǎn)距離空中目標(biāo)以及我方目標(biāo)式；

b)高精度跟蹤。通過和差波束測角，解決目標(biāo)跟蹤角精度問題；

c)高能量跟蹤。通過多脈沖積累，增加信噪比，解決目標(biāo)在雜波區(qū)飛行時(shí)的雜波干擾問題；

d)高穩(wěn)定度跟蹤。通過加密跟蹤，增加數(shù)據(jù)率，解決目標(biāo)機(jī)動(dòng)時(shí)跟蹤丟點(diǎn)問題；

e)抗干擾跟蹤。通過頻率捷變，使用四相編碼波形，解決敵方主動(dòng)干擾問題。

⑥針對每種模式，計(jì)算波束控制參數(shù)，形成波束執(zhí)行參數(shù)控制表，將執(zhí)行參數(shù)表與其他任務(wù)一起發(fā)送給波控執(zhí)行。

⑦發(fā)射波束收到目標(biāo)回波，對目標(biāo)進(jìn)行跟蹤濾波。

⑧更新目標(biāo)的姿態(tài)和航跡信息。

⑨更新周圍環(huán)境態(tài)勢。

⑩提出下次的目標(biāo)跟蹤請求。