集成TWS与TAS模式的雷达系统及其时间资源调度方法

本发明涉及雷达，具体为一种集成tws与tas模式的雷达系统及其时间资源调度方法。

背景技术：

1、传统机械扫描式相控阵雷达通常使用边扫描边跟踪(tws：track-while-scan)技术，而利用相控阵天线具有可以灵活分配雷达资源、波束可以无惯性在任意时间指向任意位置的特点，可以使用搜索加跟踪(tas：trackand search)技术，以分配时间资源的方式进行波束的搜索和跟踪，tas方式跟踪与搜索波束完全独立，充分发挥相控阵天线波束捷变带来的高精度搜索特性。

2、tas模式下，雷达将部分时间和波束资源用于照射已发现的需要跟踪的目标，当要求同时跟踪的目标数较多时。tas将占用较多雷达资源，因此在考虑跟踪容量时，若没有较高精度的要求，一般采样tws模式。传统的单面相控阵雷达如果需要覆盖较大的扫描跟踪范围，就要依靠转台辅助相控阵进行全方位扫描，一般采用tws模式以保证跟踪容量，当要集成tws和tas模式时，通常需要使用四面相控阵，成本较高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种集成tws与tas模式的雷达系统。

2、实现本发明目的的技术方案为：一种集成tws与tas模式的雷达系统，包括单面二维相控阵雷达系统、转台及指控系统，单面二维相控阵雷达系统设置在在转台通过转台实现360°方位旋转；所述单面二维相控阵雷达系统包括二维相控阵天线、上下变频通道、信号处理系统，二维相控阵天线接收信号，将信号送至上下变频通道，信号经上下变频通道处理后送至信号处理系统，信号处理系统将目标信息送至指控系统。

3、本发明还提出了一种集成tws与tas模式的雷达系统的时间资源调度方法，具体实现步骤为：

4、雷达开机，进行初始化设置，设立雷达威胁度门限w1，w2以及w3，w1＜w2＜w3；

5、雷达进入动态tws模式，利用转台旋转对方位360°进行机械扫描；

6、通过对所有阵元的相位和幅度进行配置，实现对俯仰区域0-n°进行电子扫描，并将探测到的目标信息以及输出至指控系统；此时搜索数据率为αhz，跟踪数据率为0，实现对于全空域(方位360°、俯仰0-n°)的目标探测，

7、信号处理系统实时计算目标威胁度wx并与雷达威胁度门限进行比较，当w2≥wx≥w1，且在本次动态tws模式下运行时间超过预设时间门限t0，则进入瞬态tws模式；当w3≥wx≥w2，且在本次动态tws模式下运行时间超过t0，则进入动态tas模式；当wx≥w3，则直接进入瞬态tas模式；否则，将保持原有模式，持续扫描并计算；

8、若进入瞬态tws模式，转台停止旋转，通过对所有阵元的相位和幅度进行配置，实现对方位90°、俯仰0-n°的空域进行扫描，搜索数据率为4αhz，跟踪数据率为0，并将探测到的目标信息以及输出至指控系统；

9、信号处理系统实时计算目标威胁度wx并与雷达威胁度门限进行比较，若wx＜w1，且在本次瞬态tws模式下运行时间超过预设时间门限t0，进入动态tws模式；若w3≥wx≥w2，且在本次瞬态tws模式下运行时间超过t0，进入动态tas模式；若wx≥w3，则直接进入瞬态tas模式；否则，将保持原有模式，持续扫描并计算；

10、若进入动态tas模式，转台停止旋转，通过对所有阵元的相位进行配置，实现对方位90°、俯仰0-n°的空域进行扫描；此时雷达处于边搜索边跟踪模式，其中搜索波位数量为a，跟踪波位数量为b，搜索数据率为βhz，跟踪数据率为δhz，并将探测到的目标信息以及输出至指控系统；

11、信号处理系统实时计算目标威胁度wx并与雷达威胁度门限进行比较，若wx＜w1，且在本次动态tas模式下运行时间超过预设时间门限t0，进入动态tws模式；若w2≥wx≥w1，且在本次动态tas模式下运行时间超过t0；若wx≥w3，则直接进入瞬态tas模式；否则，将保持原有模式，持续扫描并计算；

12、若进入瞬态tas模式，转台停止旋转，通过对所有阵元的相位和幅度进行配置，雷达只对目标进行跟踪，其中搜索波位数量为0，跟踪波位数量为c，搜索数据率为0，跟踪数据率为εhz，并将探测到的目标信息以及输出至指控系统。信号处理系统实时计算目标威胁度wx并与雷达威胁度门限进行比较，若wx＜w1，且在本次瞬态tas模式下运行时间超过预设时间门限t0，进入动态tws模式；若w2≥wx≥w1，且在本次瞬态tas运行时间超过t0，则进入瞬态tws模式；若w3≥wx≥w2，且在本次瞬态tas模式下运行时间超过t0，则进入动态tas模式；否则，将保持原有模式，持续扫描并计算。

13、本发明与现有技术相比，其显著优点：1)本发明通过tws和tas结合的目标指示方法，实现对搜索和跟踪两方面需求的兼顾；2)本发明通根据实际应用场景灵活切换雷达工作模式，实现数据率的有效分配，提高系统的实时性能。

14、下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。

技术特征：

1.一种集成tws与tas模式的雷达系统，其特征在于，包括单面二维相控阵雷达系统、转台及指控系统，单面二维相控阵雷达系统设置在在转台通过转台实现360°方位旋转；所述单面二维相控阵雷达系统包括二维相控阵天线、上下变频通道、信号处理系统，二维相控阵天线接收信号，将信号送至上下变频通道，信号经上下变频通道处理后送至信号处理系统，信号处理系统将目标信息送至指控系统。

2.一种如权利要求1所述的集成tws与tas模式的雷达系统的时间资源调度方法，其特征在于，具体实现步骤为：

3.根据权利要求1所述的集成tws与tas模式的雷达系统的时间资源调度方法，其特征在于，计算目标威胁度wx的方法为：发现目标后，获取目标的先验信息，包括目标的位置x和速度信息v，利用速度距离威胁度公式计算得到单个目标威胁度，并以目标为中心，以雷达方位波束宽度为间隔，计算方位90°范围内的所有目标的威胁度，将威胁度相加后得到目标威胁度wx。

4.根据权利要求1所述的集成tws与tas模式的雷达系统的时间资源调度方法，其特征在于，速度距离威胁度公式具体为：

技术总结本发明公开了一种集成TWS与TAS模式的雷达系统及其时间资源调度方法，实现了对雷达时间资源的合理调度，以适应不同威胁度等级的目标。该方法包括：雷达开机，设置威胁度门限，默认进入动态TWS模式，进行360°水平机械扫描，俯仰0‑N°电子扫描，实时记录各方位目标威胁值；实时将威胁值与预设门限进行比较，根据威胁值不同，决策后进入瞬态TWS模式、动态TAS模式或瞬态TAS模式；在不同工作模式下实时记录并比较各方位目标威胁值；根据威胁值不同进行决策后重新选择不同工作模式。本发明通过调整转台状态维相控阵波束的配置，提高雷达资源利用率和自适应程度，从而提高了雷达系统在复杂环境下目标检测、跟踪的性能。技术研发人员：冉龙瑶,邹智薪,邹家华,花居驹,乔羽,王澳,蔡凌萍,孙之桢,李洪涛,陈胜垚受保护的技术使用者：南京理工大学技术研发日：技术公布日：2024/9/9