一种固定跟踪数据率的搜跟一体的相控阵雷达时序设计方法与流程

本发明属于雷达系统设计技术领域，具体为一种采用固定跟踪数据率进行任务调度的搜跟一体的相控阵雷达时序设计方法。对于采用固定跟踪数据率进行任务调度的搜跟一体的相控阵雷达时序设计方法，实现了搜索和跟踪、制导任务时序兼容设计，保证相控阵雷达在执行跟踪、制导等固定数据率任务的同时可分配资源，对指定空域进行搜索。

背景技术：

相控阵雷达技术已经成为雷达技术研究的重点，由于其相控阵天线在计算机的控制下，可以在微妙量级上进行波束捷变，使得相控阵雷达能够实现搜索、跟踪和导弹制导等多种工作方式的操作，实现单部雷达完成多种功能。基于相控阵雷达的特性，雷达利用分时的方式同时实现空域搜索与多目标跟踪、制导，即搜跟一体的相控阵雷达。

搜跟一体的相控阵雷达的主要任务是，一方面要对重点目标进行跟踪、制导，同时还要对指定监视空域进行搜索。现有的搜跟一体的相控阵雷达工作模式多采用跟踪加搜索方式(trackandsearch，tas)。tas方式是指雷达以分时的方式完成空域搜索和多目标跟踪。(tas工作方式如图1所示)。tas方式是跟踪与搜索同时进行的工作方式，跟踪与搜索的波束完全独立，其中跟踪占主导地位，以满足高精度目标测量的要求。本发明所研究的搜跟一体的相控阵雷达时序设计方法就是利用tas方式实现指定空域搜索和多目标跟踪制导。

搜跟一体的相控阵雷达时序设计方法主要是指调度程序按照设计的准则和方法处理各种可能的波束请求，表现为安排在一个调度间隔内的事件序列。对于采用固定跟踪数据率进行任务调度的搜跟一体的相控阵雷达时序设计方法，则是在一个调度间隔t内，依据固定跟踪数据率将调度间隔t平均分为n个节拍，保证相控阵雷达在执行目标跟踪、制导等固定数据率任务的同时，合理分配节拍，对指定空域进行搜索。

搜跟一体的相控阵雷达需要在保证多目标跟踪制导的基础上，分配资源实现指定空域搜索。在执行跟踪制导任务时，为了保证雷达威力，应采用较大时宽的信号形式，同时，为了满足雷达近距离跟踪和目标精度，又需要脉冲宽度足够窄。为此，在雷达执行跟踪制导任务时，通过对雷达量程内距离段进行划分，选用发射多种脉冲宽度的信号来实现目标跟踪。然而，对于搜索任务而言，需选用长、短两种宽度的脉冲信号且需在一个prf内发射脉冲信号才可完成全距离的目标探测，所以，两种任务在雷达时序设计、发射信号码型方面均存在需求差异。因此，在搜跟一体的相控阵雷达时序设计方法中必须兼顾搜索任务和跟踪制导任务这两个方面的要求。

技术实现要素：

要解决的技术问题

针对搜跟一体的相控阵雷达搜索任务和跟踪制导任务的需求差异，提供了一种采用固定跟踪数据率进行时序设计的方法，在保证目标跟踪、制导等固定数据率任务执行的同时，分配资源执行搜索任务，完成对指定空域的搜索，提高了搜索效率。

技术方案

一种固定跟踪数据率的搜跟一体的相控阵雷达时序设计方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：在一个调度间隔t内，依据固定跟踪数据率将调度间隔t平均分为n个工作节拍，所述的工作节拍是雷达时序设计的最小时间单位；将搜索距离覆盖范围进行划分，分为搜索近区任务和搜索远区任务；分配调度间隔t内指定节拍执行跟踪制导任务、搜索近区任务和搜索远区任务；

步骤2：跟踪制导任务：分配一个工作节拍用于执行跟踪制导任务，根据上一调度间隔对应工作节拍内目标跟踪状态以及弹目偏差调整波束指向，实现目标的稳定跟踪与导弹制导；

步骤3：搜索近区任务：分配一个工作节拍用于执行搜索近区任务，选用短脉冲发射信号完成对近区的空域搜索，工作节拍内时序设计与跟踪任务时序完全一致；

步骤4：搜索远区任务：分配三个工作节拍用于执行搜索远区任务，选用长脉冲发射信号完成对远区的空域搜索，工作节拍内时序设计在跟踪时序的基础上进行兼容设计。

有益效果

本发明提出的一种固定跟踪数据率的搜跟一体的相控阵雷达时序设计方法，采用固定跟踪数据率对搜跟一体的相控阵雷达进行时序设计，可以实现搜索任务与跟踪制导任务的兼容设计。对于现有的搜跟一体相控阵雷达而言，搜索任务往往需要进行单独的时序设计。因此，本发明与现有技术相比具有以下优点：

1)本发明解决了在搜跟一体相控阵雷达中跟踪制导任务与搜索任务的时序兼容设计。在保证目标跟踪与导弹制导的固定数据率任务执行的同时，将搜索近区任务时序设计与跟踪任务完全一致，将搜索远区任务在跟踪任务时序上进行兼容设计，实现了设计兼容。

2)本发明保证了搜跟一体相控阵雷达在执行跟踪制导任务时，满足跟踪和制导数据率的要求。

3)基于本发明，在根据作战需求进行任务分配时，对仅需覆盖近区空域搜索时可提高空域覆盖能力，实现高空补盲，提升了雷达工作的灵活性。

附图说明

图1跟踪加搜索(tas)的工作方式

图2固定跟踪数据率搜跟一体的相控阵雷达时序设计方法

图3现有搜跟一体的相控阵雷达单目标跟踪制导时序安排

图4固定跟踪数据率搜跟一体的相控阵雷达单目标跟踪制导时序安排

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

本发明的一种固定跟踪数据率的搜跟一体的相控阵雷达时序设计方法的技术方案如下(时序设计方法如图2所示)：

1)在一个调度间隔t内，依据固定跟踪数据率将调度间隔t平均分为n个工作节拍，工作节拍是雷达时序设计的最小时间单位。将搜索距离覆盖范围进行划分，分为搜索近区任务和搜索远区任务。分配调度间隔t内指定节拍执行跟踪制导任务、搜索近区任务和搜索远区任务；

2)跟踪制导任务：分配一个工作节拍用于执行跟踪制导任务，根据上一调度间隔对应工作节拍内目标跟踪状态以及弹目偏差调整波束指向，实现目标的稳定跟踪与导弹制导；

3)搜索近区任务：分配一个工作节拍用于执行搜索近区任务，选用短脉冲发射信号完成对近区的空域搜索，工作节拍内时序设计与跟踪任务时序完全一致；

4)搜索远区任务：分配三个工作节拍用于执行搜索远区任务，选用长脉冲发射信号完成对远区的空域搜索，工作节拍内时序设计在跟踪时序的基础上进行兼容设计；

某武器系统内装备一部搜跟一体的相控阵雷达，该相控阵雷达搜索范围以雷达法线为中心，方位±20°，俯仰±15°。该雷达的调度间隔为40ms，分为8个节拍，每个节拍为5ms，安排一个工作节拍用于跟踪制导任务或搜索近区任务，安排三个工作节拍用于搜索远区任务，雷达最多可同时跟踪8个目标和制导8枚导弹或执行两次全距离段搜索任务。该雷达时序设计采用调度间隔为40ms，满足跟踪火控和制导数据率的要求；同时，相比于现有搜跟一体的相控阵雷达时序设计方法，在一个调度间隔内执行跟踪制导任务后，仅可执行一次全距离段搜索，采用现有搜跟一体相控阵雷达时序安排如图3所示。对于采用固定跟踪数据率进行时序设计的方法，可以实现在保证目标跟踪制导的基础上，利用空余节拍继续执行搜索任务。采用固定跟踪数据率的搜跟一体相控阵雷达时序安排如图4所示，以跟踪单目标和制导单枚导弹为例：

1)跟踪制导任务：安排每一个调度间隔内第一个工作节拍5ms用于执行目标跟踪和导弹制导，根据上一个40ms内的目标状态以及弹目偏差调整波束指向，完成跟踪制导任务；

2)搜索近区任务：同样安排每一个调度间隔内一个工作节拍5ms，根据武器系统内对搜索威力的要求，发射短脉冲信号完成对近区4km～20km的搜索，因为在调度间隔内仍有空余时间，故再安排一个工作节拍5ms，发射短脉冲信号，执行搜索近区任务；

3)搜索远区任务：安排每一个调度间隔内三个工作节拍15ms，工作节拍内时序设计在跟踪时序的基础上进行兼容设计，发射长脉冲信号完成对远区20km～40km的搜索，发现在调度间隔内仍有三个空余节拍，安排三个工作节拍15ms，发射长脉冲信号，执行搜索远区任务；

4)通过利用空余节拍交替执行搜索近区任务和搜索远区任务，可以实现在4个调度间隔内完成6次全距离段目标探测。