● 摘要
相控阵雷达经过四十多年的发展,已经开始逐渐取代机械扫描雷达,成为现代战场中不可或缺的战场综合感知装备,其集合了多种先进技术于一身,如灵活的波束合成能力、多种多样的工作波形、多目标处理能力、高数据率、集搜索跟踪和制导等多种战术功能于一体等。然而作为一个复杂的多功能传感器,相控阵雷达要受到时间、能量、信号处理单元等资源的限制,如何发挥自身强大的战场信息获取能力,高效的调度处理技术是必不可少的。现有研究结果表明,自适应调度技术能够有效的适应瞬息万变的战场环境,最大限度发挥相控阵雷达的作战效能。
本文的研究课题为相控阵雷达自适应调度的理论及方法研究,论文的研究成果主要体现在以下几个方面:
(1)介绍了调度器在相控阵雷达系统中的位置和作用、设计算法时要遵循的自适应准则、评估指标和算法的原理框图;
(2)本文首先分析了传统优先级设计方法存在的不足,这种不足可以通过引入模糊推理加以解决,引出应用模糊推理理论解决跟踪任务优先级分配问题,构建了四种飞行模式的仿真场景,验证了基于模糊推理的优先级设计方法能够有效的适应相控阵雷达观测目标和工作环境动态变化的特点。
(3)本文分析了原有的实时驻留自适应调度算法,指出了其局限性,结合任务时间窗的概念,提出了改进后的自适应调度算法。此算法重新设计了调度属性分析模块,给出了计算调度执行时间的解析解解法。并通过仿真证明了改进后的算法与原算法比较,能够显著提高任务调度成功率和时间利用率。在此基础上,进一步的将改进后的实时驻留自适应调度算法和两种经典的基于时间窗的调度算法、基于时间指针的调度算法进行仿真对比,仿真结果表明本文提出的新算法在调度成功率、时间利用率和平均时间偏移率等综合指标的对比中体现出良好的调度性能。