一种基于重构的多功能微波超视距雷达系统资源配置方法与流程

1.本发明属于雷达探测技术领域。


背景技术：

2.多功能微波超视距雷达具备宽频带、超视距、大空域等系列化优点，成为一种多功能综合探测的重要手段。
3.多功能微波超视距雷达具备对海主动探测、对空主动探测、对海被动探测、对空被动探测等多种探测工作模式。每种工作模式下均会涉及到覆盖空域、覆盖频域、探测威力、数据率、探测精度等多维度指标，如何根据多功能微波超视距雷达系统指标进行系统资源配置，涉及到系统探测效能、多模式兼容性、系统构建成本等组合优化问题。
4.传统的多功能微波超视距雷达系统设计过程中，往往会根据各种探测模式对应的指标分别进行系统的资源配置，最后将各方面资源进行综合集成。上述系统资源配置方法存在较多的局限性：1)设备量增加，造成安装难度的提高；2)在资源配置过程中多模式兼容性设计考虑不足，集成后会出现系统电磁兼容，时间、资源冲突等问题；3)系统构建成本增加，造成系统的效费比下降。因此，探寻一种综合性多功能微波超视距雷达资源配置方法，对于提高系统综合探测效能，降低系统成本，具有重要的现实指导意义。


技术实现要素：

5.为了解决传统方法存在的问题，本发明提出了一种基于重构的多功能微波超视距雷达系统资源配置方法，通过利用系统资源多自由度配置与信息通道的重构优化模型、系统资源冗余度与探测效能分析模型，以及非线性优化方法实现多功能微波超视距雷达系统的资源优化配置。
6.本发明通过以下技术方案实现：
7.(1)根据多功能微波超视距雷达指标要求，分析各工作模式下覆盖空域、覆盖频域、探测威力、数据率、探测精度等多维度指标所对应的探测资源需求；
8.(2)利用系统资源多自由度配置与信息通道的重构优化模型分析系统资源配置与各工作模式之间系统资源的可重构特性；
9.(3)在系统资源配置可重构和系统可兼容性的基础上，分析系统的探测效能；
10.(4)利用系统资源冗余度与探测效能分析模型和非线性优化方法获取系统最优化资源配置。
11.本发明利用系统资源多自由度配置与信息通道的重构优化模型、系统资源冗余度与探测效能分析模型和非线性优化方法综合考虑了系统的可重构性、系统探测效能、系统的可兼容性和系统构建的费效比，为多功能微波超视距雷达系统的资源配置提供了一种综合性分析方法。
附图说明
12.图1基于重构的多功能微波超视距雷达系统资源配置方法处理流程示意图。
13.图2系统探测资源向量n计算示意图。
具体实施方式
14.本发明提出的基于重构的多功能微波超视距雷达系统资源配置方法，结合附图和实施例对其实现过程解释如下：
15.步骤1、根据多功能微波超视距雷达指标要求，分析各工作模式下覆盖空域、覆盖频域、探测威力、数据率、探测精度等多维度指标所对应的探测资源需求：通过输入多功能微波超视距雷达覆盖空域v、覆盖频域b、探测威力r、探测精度a、数据率d等多维度指标，计算对系统天线m
×
n、可独立配置射频通道k、信号处理资源spr、数据处理资源dpr、显示控制资源dsr等探测资源配置向量n，n＝[m
×
n,k,spr,dpr,dsr]，相关计算过程如图2所示。
[0016]
步骤2、利用系统资源多自由度配置与信息通道的重构优化模型分析系统资源配置与各工作模式之间系统资源的可重构特性：通过步骤2获取系统资源探测资源配置向量n，计算系统资源配置向量为n的情况下，通过射频资源与信号处理资源的可重构性设计，构建如下的资源多自由度配置与信息通道的重构优化模型：
[0017]
h＝maxf1(m
×
n,k,spr,dpr,dsr)
[0018]
其中h为系统天线m
×
n、可独立配置射频通道k、信号处理资源spr、数据处理资源dpr、显示控制资源dsr等探测资源配置下，系统可通过软硬件加载实现的最大可重构通道数；函数f1()表示h与系统资源向量之间的映射关系。
[0019]
步骤3、在系统资源配置可重构和系统可兼容性的基础上，分析系统的探测效能：通过上述可重构资源的构建基础上，分析系统的探测效能l。系统的探测效能l为覆盖空域v、覆盖频域b、探测威力r、探测精度a、数据率d等的协同优化集，可表示为：
[0020]
l＝[v,b,r,a,d]
[0021]
其中系统探测效能l的计算过程与步骤1中相关计算过程类似，即建立系统天线m
×
n、可独立配置射频通道k、信号处理资源spr、数据处理资源dpr、显示控制资源dsr、可重构通道h与系统探测效能l的映射关系。相关过程如下式所示：
[0022][0023]
其中；函数f2()表示系统最大探测效能l与系统资源向量以及可重构通道h之间的映射关系，c为系统各类探测模式下多维度指标下带来的兼容性评估因子，函数f2()各类探测模式下多维度指标与系统电磁、物理等方面兼容性映射关系。
[0024]
步骤4、利用系统资源冗余度与探测效能分析模型和非线性优化方法获取系统最优化资源配置：构建的系统资源冗余度与探测效能分析模型为
[0025][0026]
可通过梯度下降法、朗格郎日算子法等非线性优化方法进行计算，当满足系统优
化配置要求时，获取系统的系统资源探测资源配置向量n。


技术特征：
1.一种基于重构的多功能微波超视距雷达系统资源配置方法，其特征在于：步骤1、根据多功能微波超视距雷达指标要求，分析各工作模式下覆盖空域、覆盖频域、探测威力、数据率、探测精度五个维度指标所对应的探测资源需求；步骤2、利用系统资源多自由度配置与信息通道的重构优化模型分析系统资源配置与各工作模式之间系统资源的可重构特性；步骤3、在系统资源配置可重构和系统可兼容性的基础上，分析系统的探测效能；步骤4、利用系统资源冗余度与探测效能分析模型和非线性优化方法获取系统最优化资源配置。2.根据权利要求1所述的一种基于重构的多功能微波超视距雷达系统资源配置方法，其特征在于：所述步骤2中系统资源多自由度配置与信息通道的重构优化模型包括：通过系统资源配置和软硬件加载，计算最大可重构通道数。3.根据权利要求2所述的一种基于重构的多功能微波超视距雷达系统资源配置方法，其特征在于：所述步骤4中系统资源冗余度与探测效能分析模型：其中，n为测资源配置向量，m
×
n为系统天线、k为可独立配置射频通道、spr为信号处理资源、dpr为数据处理资源、dsr为显示控制资源、h为可重构通道数。

技术总结
本发明属于雷达探测技术领域，涉及一种基于重构的多功能微波超视距雷达系统资源配置方法。根据多功能微波超视距雷达多维度指标要求，进行资源配置分析、计算，并利用多自由度配置与信息通道的重构优化模型、系统资源冗余度与探测效能分析模型和非线性优化方法对系统资源配置进行优化。本发明综合考虑了系统的可重构性、系统探测效能、系统的可兼容性和系统构建的费效比等因素，为多功能微波超视距雷达系统的资源配置提供了一种综合性设计方法。系统的资源配置提供了一种综合性设计方法。系统的资源配置提供了一种综合性设计方法。


技术研发人员：胡进 徐晓东 曹俊纺 臧勤 王向敏
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七二四研究所
技术研发日：2021.09.30
技术公布日：2022/1/11