基于“放大镜”波束的微弱目标搜索方法技术

本发明专利技术提出了一种基于“放大镜”波束的微弱目标搜索方法，主要解决现有波束扫描方法无法探测微弱目标问题。其实现步骤是：划分相控阵雷达的搜索范围；生成“放大镜”波束，设置“放大镜”波束随波位搜索的相控阵雷达的发射扫描波束模式；相控阵雷达发射扫描波束，执行搜索任务，在“放大镜”波束搜索到微弱目标后，记录微弱目标的先验状态；根据到达的起批任务指令，利用DP

【技术实现步骤摘要】
基于“放大镜”波束的微弱目标搜索方法


[0001]本专利技术属于雷达
，更进一步涉及雷达信号处理
中的一种基于“放大镜”波束的微弱目标搜索方法。本专利技术可用于相控阵雷达对空中远距离的微弱目标的搜索和跟踪。

技术介绍

[0002]相控阵雷达由于具有天线波束快速扫描、波束指向灵活、数据率高等优点获得了广泛的研究。搜索加跟踪TAS(Track and Search)是相控阵雷达的工作模式，在该工作模式下，相控阵雷达以时间交替的方式，将跟踪任务波束安插到搜索波束任务内，可同时对规定区域内的搜索和多目标跟踪任务，相控阵雷达的TAS充分利用了相控阵雷达的电子扫描控制的无惯性以及搜索和跟踪的数据率的多样性。然而，这种传统的TAS模式对于微弱目标，搜索和跟踪性能将会严重下降。这是由于微弱目标如小型无人机、隐身飞机等具有较低的雷达发射截面积，TAS由于固定的波束扫描方式，在一个波束内通过脉冲积累对这些微弱目标形成的增益较低，从而导致雷达接收的回波具有较低的信噪比，无法检测此类目标，因此无法对此类目标进行跟踪。
[0003]无锡市雷华科技有限公司在其所申请的专利文献“一种相控阵雷达跟踪加搜索工作模式的实现方法”(专利申请号：202111374982.7，申请公布号：CN 114114238 A)中公开了一种相控阵雷达跟踪加搜索工作模式的实现方法。该方法的实现过程为，在TWS(Track while Scan)架构的基础上，通过对TWS模式增加一种波束调度策略，快速开发出TAS模式，使得TAS模式可复用TWS架构中的雷达跟踪处理算法。该方法对相控阵雷达通用性强，且波束调度策略，时序简洁，对雷达的处理和时序控制资源要求不高，但是，该方法仍然存在的不足之处是，该方法使用TWS工作模式进行搜索时，对于微弱目标不能有效进行积累，因此，该方法无法对微弱目标进行搜索和跟踪。
[0004]西安电子科技大学在其所申请的专利文献“一种相控阵雷达搜索加跟踪工作模式的实现方法”(专利申请号201811076232.X，申请公布号：CN 109164420 A)中公开了一种相控阵雷达搜索加跟踪工作模式实现方法。该方法的实现过程，首先进行初始化设置，相控阵雷达天线阵列发射扫描波束，执行搜索任务，获取目标先验信息，随后，判断是否有跟踪任务到达，如果到达，获取跟踪波束驻留时间，在驻留时间内，相控阵雷达采用频率捷变技术发射非相干脉冲串，并利用后续跟踪算法完成对目标的跟踪。该方法降低了相控阵雷达TAS模式跟踪驻留时间，但是，该方法仍然存在的不足之处是，该方法对雷达的时序控制要求较高，并且该方法由于采用频率捷变技术需要消耗额外的资源。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种基于“放大镜”波束的微弱目标搜索方法，以解决相控阵雷达的现有搜索模式下无法有效对微弱目标进行搜索和跟踪的问题，以及需要消耗额外资源的问题。
[0006]实现本专利技术目的的技术方案是，在相控阵雷达的搜索模式下，通过专门设置一个随波位搜索的“放大镜”波束，该波束的驻留时间要比一般波束的驻留时间长，有效积累微弱目标的能量，这样的工作模式既保证了雷达的正常搜索模式工作，又具备了对微弱目标的预警能力，等效于推远了雷达的作用距离，从而使相控阵雷达能够探测微弱目标。由于一次扫描周期内只设置一个“放大镜”波束，所以对相控阵雷达的正常工作资源没有过多消耗。
[0007]本专利技术的具体实现步骤包括如下：
[0008]步骤1，划分搜索范围：
[0009]根据相控阵雷达的技术参数设定相控阵雷达的搜索范围，按照相控阵雷达的3dB波束宽度均分搜索范围，得到M个波位；
[0010]步骤2，生成“放大镜”波束：
[0011]将相控阵雷达系统通常设定的扫描波束驻留时间T扩大q倍后生成“放大镜”波束，该“放大镜”波束的驻留时间为qT，其中，q表示根据相控阵雷达系统限定的检测微弱目标的能力而设置的一个大于1的正数；
[0012]步骤3，设置相控雷达的搜索模式：
[0013]步骤3.1，相控阵雷达在第一次扫描周期内时，在第一个波位发射“放大镜”波束，在第二到第M个波位依次发射扫描波束，其中，每一个发射波束对应一个接收波束且方向相同；
[0014]步骤3.2，相控阵雷达在第二次扫描周期内时，在第一个波位发射扫描波束，在第二个波位发射“放大镜”波束，在第三到第M个波位依次发射扫描波束；
[0015]步骤3.3，采用与步骤3.1和3.2相同的方法，交叉设置“放大镜”波束和扫描波束，得到相控阵雷达的发射扫描波束模式；
[0016]步骤3.4，对相控阵雷达的发射扫描波束模式采用循环操作，得到相控阵雷达的搜索模式；
[0017]步骤4，根据相控雷达的搜索模式执行发射波束扫描：
[0018]步骤4.1，利用相控雷达的搜索模式执行发射波束扫描对每一个波位进行目标搜索；
[0019]步骤4.2，在扫描波束检测到目标后，对该目标进行TWS跟踪处理；
[0020]步骤4.3，在“放大镜”波束检测到目标后，判断目标的距离是否在扫描波束所能探测的最大距离之外，以及该目标的幅值是否小于扫描波束所能探测的最小幅值，若是，则认为该目标是微弱目标，并执行步骤4.4，否则，相控阵雷达对该目标进行TWS跟踪处理；
[0021]步骤4.4，相控阵雷达在该微弱目标的波位发射确认波束，进行微弱目标确认，其中，该微弱目标的确认波束的波束驻留时间和“放大镜”波束的驻留时间相同，如果确认存在微弱目标，则记录该微弱目标的先验状态，该先验状态包括微弱目标的波位，距离，方位角，幅度和速度，同时，相控阵雷达在该波位设置高虚警率的恒虚警处理器的低门限乘子，并且下达起批任务指令；
[0022]步骤5，输出微弱目标的航迹序列：
[0023]按照到达的微弱目标的起批任务指令，利用DP
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TBD处理方法，对微弱目标进行检测跟踪后输出该微弱目标的航迹序列。
[0024]本专利技术与现有技术相比具有如下的优点：
[0025]第一，由于本专利技术在相控阵雷达搜索范围内存在微弱目标时，通过设置一个“放大镜”波束，该波束的驻留时间要比扫描波束的驻留时间长，从而提高对微弱目标的检测性能，克服了现有搜索模式无法搜索到微弱目标的缺点，使得本专利技术能够搜索到微弱目标，由此提升了相控阵雷达的搜索与跟踪性能。
[0026]第二，本专利技术在执行搜索任务时，基本不需要进行额外的资源消耗，克服了现有技术对于复杂的波束调度策略以及复杂的时序控制程序，使得本专利技术具有波束调度策略简洁，且时序控制简单优点。
附图说明
[0027]图1是本专利技术的实现流程图；
[0028]图2是本专利技术仿真实验1相控阵雷达的波束扫描模式图；
[0029]图3是本专利技术仿真实验2的波束扫描模式图。
具体实施方式
[0030]下面结合附图和实施例，对本专利技术做更详细的描述。
[0031]参照图1和实施例，对本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于“放大镜”波束的微弱目标搜索方法，其特征在于，设置一个随波位搜索的“放大镜”波束，增加波束驻留时间；该方法的具体步骤包括如下：步骤1，划分搜索范围：根据相控阵雷达的技术参数设定相控阵雷达的搜索范围，按照相控阵雷达的3dB波束宽度均分搜索范围，得到M个波位；步骤2，生成“放大镜”波束：将相控阵雷达系统通常设定的扫描波束驻留时间T扩大q倍后生成“放大镜”波束，该“放大镜”波束的驻留时间为qT，其中，q表示根据相控阵雷达系统限定的检测微弱目标的能力而设置的一个大于1的正数；步骤3，设置相控雷达的搜索模式：步骤3.1，相控阵雷达在第一次扫描周期内时，在第一个波位发射“放大镜”波束，在第二到第M个波位依次发射扫描波束，其中，每一个发射波束对应一个接收波束且方向相同；步骤3.2，相控阵雷达在第二次扫描周期内时，在第一个波位发射扫描波束，在第二个波位发射“放大镜”波束，在第三到第M个波位依次发射扫描波束；步骤3.3，采用与步骤3.1和3.2相同的方法，交叉设置“放大镜”波束和扫描波束，得到相控阵雷达的发射扫描波束模式；步骤3.4，对相控阵雷达的发射扫描波束模式采用循环操作，得到相控阵雷达的搜索模式；步骤4，根据相控雷达的搜索模式执行发射波束扫描：步骤4.1，利用相控雷达的搜索模式执行发射波束扫描对每一个波位进行目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵永波，刘东贺，武鹏飞，张梅，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：