System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种动态多节点平台的机会阵雷达方向图重构方法技术_技高网

一种动态多节点平台的机会阵雷达方向图重构方法技术

技术编号:43631809 阅读:4 留言:0更新日期:2024-12-11 15:12
本发明专利技术提供了一种动态多节点平台的机会阵雷达方向图重构方法,包括:初始化任务目标及约束条件参数;根据需求选取模糊数并建立动态多节点机会阵雷达方向图重构的模糊机会约束规划模型;采用多面阵逼近的矩阵束方法结合模糊模拟对模型进行求解。本发明专利技术利用构建的一般性模型及求解方法可以在不同任务需求下建立对应的规划模型,有效解决方向图重构问题在实际应用时涉及的动态环境影响造成的系统鲁棒性问题,机会阵雷达的节点资源及位置信息等可以实现随环境任务而发生动态调整,更加符合实际应用,实现了机会阵雷达的随遇而变,即根据不同任务需求做到机会调整系统参数的特点,为机会阵雷达涉及到的其它问题建模及求解提供参考。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于体制雷达机会阵雷达的,具体涉及一种动态多节点平台的机会阵雷达方向图重构方法


技术介绍

1、受限于体制因素传统雷达系统作为感知手段,越来越难以适应当前需求,比如固定的阵面大小及工作波长往往针对固定的探测目标,远距离预警的雷达一般体积巨大,灵活性差,战场适应性不高,低仰角时存在盲区,孔径大小受限于载体平台,作战功能单一等不足。机会阵雷达以平台为核心展开设计,具备隐身性、灵活性、多功能一体化等优点,其工作状态可以根据外界条件变化、不同目标或者不同场景任务需求通过机会决策对机会单元或者局部模块进行重组以最大限度地提升平台的作战能力及生存能力。

2、理论上机会阵雷达的典型特征除了以平台为核心的设计方式兼具良好隐身性能外,其灵活性和多功能性是其重要的体现。在研究时主要体现为机会概念的解释及应用研究,由于在动态的场景中无论是环境、目标还是任务需求都是不确定的,涉及的各个参数是随机的,采用常规的随机概念无法对未知概率密度的变量进行描述,需要进行大量重复实验进行估计,而这种情况在多数场景下是不希望且难以进行的。目前更一般的做法是引入模糊集概念对不确定参数进行刻画,有研发人员模糊事件的测量提出了可能性测度,此后又提出了带有自对偶性的可信性测度,并建立了完整的可信性理论体系,并对包括随机、模糊、粗糙、随机粗糙等多种不确定参数给出了明确定义,并给出了期望值模型、机会约束规划、相关机会规划的建模机理。而机会阵雷达需要解决的根本数理问题就是根据需求针对实时环境中非确定性因素进行建模优化求解,并作出动态调整。已有针对机会阵雷达方向图综合问题的研究主要体现三个方面,首先是不同平台机会阵雷达的数理建模及求解,机会阵雷达由于是以平台为核心的设计框架,因此不同平台对应的模型不同;其次是不同任务需求所需要建立的约束规划模型不同,同一场景下对于任务根据需求可以是最小化主瓣宽度、可以是最小化节点数目、最小化旁瓣电平、或是多种情况兼而有之等;最后是模型中不确定因素的选取,不同任务需求及环境往往对应不同的不确定参数,且有些不确定参数对模型的求解起决定性作用。目前针对机会阵雷达方向图综合问题的研究,龚已给出了初步结论,但主要是针对初始位置固定的随机阵元进行优选,应用的平台更适用于共形阵。而目前常规条件下的针对稀布阵方向图综合问题已有广泛研究,其相关求解算法主要包括基于奇异值近似的矩阵束及其扩展算法的数学解析法、基于遗传、差分进化、蚁群等启发式的智能优化求解算法、迭代傅里叶算法等。但是在针对机会阵雷达动态场景下含不确定性参数的方向图综合问题的建模及求解仍然需要深入研究,尤其是针对机会阵雷达自身所具备灵活重构的特点。因此本专利技术主要针对动态多节点平台的机会阵雷达方向图重构问题提出一种有效的模型及求解算法。


技术实现思路

1、解决的技术问题:本专利技术的目的在于提供一种动态多节点平台的机会阵雷达方向图重构方法,主要解决两个方面问题:(1)传统稀疏节点方向图综合在实际应用时未考虑到动态变化量的影响缺乏整体系统的鲁棒性且不符合实际应用的问题;(2)机会阵雷达在动态多节点平台包含不确定因素时的方向图重构问题。

2、技术方案:

3、一种动态多节点平台的机会阵雷达方向图重构方法,所述机会阵雷达方向图重构方法包括以下步骤:

4、s1,根据实际需求,结合机会阵雷达自身特性综合可优化目标,设置一个或者多个任务需求;将包括最大重建误差δ0、主瓣宽度最大误差δ1、旁瓣电平最大误差δ2在内的误差影响作为约束误差;

5、s2,根据任务需求获取最小可逼近面阵大小m×n;

6、s3,利用最小可逼近面阵建立汉克增广矩阵;

7、s4,根据构建的汉克增广矩阵获取误差参数;

8、s5,求取可逼近面阵的范围及重构节点数目范围;

9、s6,建立基于模糊机会约束规划的动态多节点方向图综合模型;

10、s7,采用多面阵逼近的矩阵束算法及模糊模拟技术求解动态多节点方向图综合模型。

11、步骤s1中,任务需求包括最小化主瓣宽度、最小化旁瓣电平和最小化节点资源数目中的一个或者多个。

12、步骤s3进一步包括:

13、构建目标采样方向图,在(u,v)平面内对所有目标方向图进行均匀采样,采样区间均为(-1,1);若u、v轴采样点个数分别为2m+1和2n+1,第p个目标方向图采样点表示为:

14、

15、其中,和表示第n个阵元在坐标轴上的横纵坐标,λ为波长,wn为目标方向图重构时n阵元的激励;

16、构建增广矩阵xe:

17、

18、步骤s4进一步包括:

19、对增广矩阵xe进行奇异值分解得到:

20、

21、式中,us和vs表示主瓣方向,vn和un表示旁瓣方向,上标h代表共轭转置,且:

22、σs=diag(σ1σ2...σq)

23、σn=diag(σq+1σq+2...σs)

24、式中,diag为构造对角矩阵函数,σs为xe的非零奇异值,且σ1≥σ2≥…≥σs≥0,利用矩阵奇异值特性来定义方向图逼近误差ε:

25、

26、其中q为逼近误差参数时中间参数。

27、步骤s5进一步包括:

28、根据任务需求重构方向图逼近误差ε≤ε0,得到理论最小重建节点数目q1:

29、

30、利用方向图稀疏重构稀疏度来定义最大重建节点数目,若取满足要求最小面阵的90%则获得最大重建节点数目q2:

31、

32、式中,表示向下取整;得出逼近面阵大小的上限m1×n1:

33、

34、步骤s6进一步包括:

35、定义决策变量:

36、x=[x1 x2...xn-1xn]

37、式中,xn表示第n个决策变量,若第一个决策变量为节点工作状态,则决策变量x1表示为:

38、

39、xn=0或1,n=1,2,...,np-1,np

40、式中,np为第p个任务方向图重构可分配的最大节点数目;

41、定义模糊变量:

42、

43、式中,ξp为第p个任务方向图重构所需要的最小单元数目,ns为所有可用节点总数;

44、不确定环境的约束条件用以下不等式组表示:

45、

46、式中,上标(p)代表第p个任务,δ是各个约束条件的误差要求,δ0、δ1和δ2分别是最大重建误差、主瓣宽度最大误差和旁瓣电平最大误差,err是重构方向图与期望方向图的误差,b(x1)为决策变量x1下重构方向图的主瓣宽度,bw为期望主瓣宽度,sl(x1)为决策变量x1下的最大旁瓣电平,sl为期望最大旁瓣电平,g0(x,ξ)…gj(x,ξ)分别表示实际应用中遇到的约束;ξ1为第1个任务方向图重构所需要的最小单元数目;

47、得到本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种动态多节点平台的机会阵雷达方向图重构方法,其特征在于,所述机会阵雷达方向图重构方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的动态多节点平台的机会阵雷达方向图重构方法,其特征在于,步骤S1中,任务需求包括最小化主瓣宽度、最小化旁瓣电平和最小化节点资源数目中的一个或者多个。

3.根据权利要求1所述的动态多节点平台的机会阵雷达方向图重构方法,其特征在于,步骤S3进一步包括:

4.根据权利要求2所述的动态多节点平台的机会阵雷达方向图重构方法,其特征在于,步骤S4进一步包括:

5.根据权利要求1所述的动态多节点平台的机会阵雷达方向图重构方法,其特征在于,步骤S5进一步包括:

6.根据权利要求1所述的动态多节点平台的机会阵雷达方向图重构方法,其特征在于,步骤S6进一步包括:

7.根据权利要求6所述的动态多节点平台的机会阵雷达方向图重构方法,其特征在于,步骤S6中,根据不同任务给出两种不同的动态多节点方向图综合模型:同时决策和分层决策模型;其中,同时决策模型为:

8.根据权利要求1所述的动态多节点平台的机会阵雷达方向图重构方法,其特征在于,步骤S7进一步包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种动态多节点平台的机会阵雷达方向图重构方法,其特征在于,所述机会阵雷达方向图重构方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的动态多节点平台的机会阵雷达方向图重构方法,其特征在于,步骤s1中,任务需求包括最小化主瓣宽度、最小化旁瓣电平和最小化节点资源数目中的一个或者多个。

3.根据权利要求1所述的动态多节点平台的机会阵雷达方向图重构方法,其特征在于,步骤s3进一步包括:

4.根据权利要求2所述的动态多节点平台的机会阵雷达方向图重构方法,其特征在于,步骤s4进一步包括:

...

【专利技术属性】
技术研发人员:龙伟军赵宇飞赵清华
申请(专利权)人:南京信息工程大学
类型:发明
国别省市:

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