本發(fā)明涉及非合作信號(hào)接收，具體而言，涉及一種動(dòng)態(tài)頻段駐留時(shí)間優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)：

1、提高非合作信號(hào)接收系統(tǒng)前端截獲概率以確?？焖贉?zhǔn)確地截獲外界輻射源信號(hào)是系統(tǒng)的基本需求之一?；谳椛湓春托盘?hào)接收系統(tǒng)的工作特點(diǎn)，除需滿(mǎn)足能量條件外，還需要滿(mǎn)足空域截獲條件和頻域截獲條件才能完成一次前端截獲?？沼蚪孬@的要素包含輻射源空域掃描參數(shù)(掃描周期和波束寬度)以及信號(hào)接收系統(tǒng)空域掃描參數(shù)(掃描周期和波束寬度)，頻域截獲要素主要是信號(hào)接收系統(tǒng)頻率搜索參數(shù)(頻段搜索范圍和頻段駐留時(shí)間)。輻射源空域掃描參數(shù)由輻射源自身決定，信號(hào)接收系統(tǒng)空域掃描參數(shù)主要由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及天線(xiàn)體制確定，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后通常難以調(diào)整。頻段搜索范圍需涵蓋感興趣的頻點(diǎn)，一般相對(duì)固定，頻段駐留時(shí)間是系統(tǒng)可配置項(xiàng)，需要進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以保證高的前端截獲概率。

2、針對(duì)如何優(yōu)化頻段駐留時(shí)間以實(shí)現(xiàn)高的前端截獲概率問(wèn)題，目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要集中研究了段駐留時(shí)間大小對(duì)前端截獲概率的影響，并未給出具體的優(yōu)化算法；在實(shí)際工程應(yīng)用中，頻段駐留時(shí)間的確定大多采用試湊法，耗時(shí)費(fèi)力的同時(shí)也對(duì)系統(tǒng)操作人員提出了較高的知識(shí)儲(chǔ)備和實(shí)操經(jīng)驗(yàn)要求；此外，現(xiàn)場(chǎng)試湊確定的頻段駐留時(shí)間通常是固定值，難以適應(yīng)信號(hào)接收任務(wù)隨機(jī)性及多樣性需求，無(wú)法保證高截獲概率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在提供一種動(dòng)態(tài)頻段駐留時(shí)間優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，以實(shí)現(xiàn)高的前端截獲概率，解決實(shí)際工程應(yīng)用中試湊法存在的耗時(shí)費(fèi)力問(wèn)題以及對(duì)系統(tǒng)操作人員知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)依賴(lài)性高問(wèn)題，解決固定值難以適應(yīng)信號(hào)接收任務(wù)隨機(jī)性及多樣性需求，無(wú)法保證高前端截獲概率的問(wèn)題。

2、本發(fā)明提供的一種動(dòng)態(tài)頻段駐留時(shí)間優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟：

3、步驟1：根據(jù)非合作信號(hào)接收系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景，確定前端截獲概率期望值p，可正確分選和識(shí)別所需截獲次數(shù)γ≥1；

4、步驟2：確認(rèn)是否接收到新的信號(hào)接收任務(wù)，若接收到，則轉(zhuǎn)至步驟3，否則維持原有執(zhí)行參數(shù)設(shè)定情況，維持原有頻段駐留時(shí)間設(shè)定值；

5、步驟3：確定新任務(wù)參數(shù)，包括同時(shí)接收到的新任務(wù)個(gè)數(shù)n，第i個(gè)新任務(wù)的輻射源天線(xiàn)掃描樣式、轉(zhuǎn)速r2i、波束寬度θ2i、信號(hào)頻域范圍f2i、信號(hào)空域范圍d2i和脈沖重復(fù)周期范圍pri2i，并計(jì)算該新任務(wù)的輻射源空域掃描周期t12i和輻射源波束寬度對(duì)應(yīng)窗口寬度

6、步驟4：根據(jù)當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)參數(shù)以及新任務(wù)參數(shù)計(jì)算需執(zhí)行參數(shù)，包括輻射源空域掃描周期t13、輻射源波束寬度對(duì)應(yīng)窗口寬度信號(hào)頻域范圍f3、信號(hào)空域范圍d3和脈沖重復(fù)周期范圍pri3；

7、步驟5：根據(jù)需執(zhí)行參數(shù)，確定信號(hào)接收系統(tǒng)空域掃描周期t23、信號(hào)接收系統(tǒng)波束寬度對(duì)應(yīng)窗口寬度頻段搜索范圍對(duì)應(yīng)時(shí)長(zhǎng)t33、達(dá)到期望前端截獲概率p所需時(shí)長(zhǎng)t3以及需正確分選和識(shí)別輻射源信號(hào)最大脈沖重復(fù)周期primax3；

8、步驟6：基于窗口函數(shù)模型得到任意時(shí)刻的重合概率p0，平均重合時(shí)間寬度τ0，平均重合周期t0，以及t3時(shí)間內(nèi)發(fā)生1次及1次以上截獲的前端截獲概率p1(t3)；

9、步驟7：將尋找頻段駐留時(shí)間最大值問(wèn)題抽象為約束條件下的非線(xiàn)性?xún)?yōu)化問(wèn)題；

10、步驟8：根據(jù)內(nèi)點(diǎn)-罰函數(shù)法求解步驟7中約束條件下的非線(xiàn)性?xún)?yōu)化問(wèn)題，給定迭代初始點(diǎn)τ33(0)，初始障礙因子r0>0，障礙因子縮小系數(shù)β∈(0,1)，允許誤差ε>0，令迭代次數(shù)λ＝0；

11、步驟9：構(gòu)造障礙函數(shù)；

12、步驟10：若在點(diǎn)，判斷精度滿(mǎn)足d(λ)<ε，則停止計(jì)算，得到目標(biāo)函數(shù)中的近似最小值點(diǎn)并轉(zhuǎn)步驟11；否則使用最速下降法求解障礙函數(shù)的無(wú)約束最小值點(diǎn)然后令rλ+1＝βrλ，λ＝λ+1，返回步驟9；

13、步驟11：取的相反數(shù)作為的最大值點(diǎn)

14、步驟12：考慮對(duì)最大脈沖重復(fù)周期為primax3的輻射源信號(hào)的正確分選和識(shí)別需求，需要在同一次頻段駐留時(shí)間內(nèi)，至少截獲γ次該信號(hào)，得到頻段駐留時(shí)間的最小值

15、步驟13：為保證前端截獲概率在時(shí)長(zhǎng)t3內(nèi)就能達(dá)到p，且在同一次頻段駐留時(shí)間內(nèi)，至少截獲γ次最大脈沖重復(fù)周期為primax3的輻射源信號(hào)用于分選和識(shí)別數(shù)據(jù)處理，頻段駐留時(shí)間的最優(yōu)設(shè)定范圍并取最優(yōu)范圍內(nèi)最大值作為需執(zhí)行參數(shù)中頻段駐留時(shí)間的最優(yōu)設(shè)定值

16、進(jìn)一步地，步驟3中，計(jì)算輻射源空域掃描周期

17、i＝1,2,…,n；

18、其中，range2i為第i個(gè)新任務(wù)輻射源天線(xiàn)掃描樣式對(duì)應(yīng)的掃描角度范圍。進(jìn)一步地，步驟3中，計(jì)算輻射源波束寬度對(duì)應(yīng)窗口寬度i＝1,2,…,n。

19、進(jìn)一步地，步驟4中，需執(zhí)行參數(shù)中，輻射源空域掃描周期t13、輻射源波束寬度對(duì)應(yīng)窗口寬度信號(hào)頻域范圍f3、信號(hào)空域范圍d3、脈沖重復(fù)周期范圍pri3分別如下：

20、t13＝max{t11,t121,t122,…,t12i,…,t12n}i＝1,2,…,n

21、

22、f3＝f1∪f(wàn)21∪f(wàn)22…∪f(wàn)2i…∪f(wàn)2n?i＝1,2,…,n

23、d3＝d1∪d21∪d22…∪d2i…∪d2n?i＝1,2,…,n

24、pri3＝pri1∪pri21∪pri22…∪pri2i…∪pri2n?i＝1,2,…,n

25、當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)參數(shù)中，輻射源空域掃描周期為t11、輻射源波束寬度對(duì)應(yīng)窗口寬度為信號(hào)頻域范圍為f1、信號(hào)空域范圍為d1、脈沖重復(fù)周期范圍為pri1。

26、進(jìn)一步地，步驟5中，信號(hào)接收系統(tǒng)空域掃描周期t23、信號(hào)接收系統(tǒng)波束寬度對(duì)應(yīng)窗口寬度頻段搜索范圍對(duì)應(yīng)時(shí)長(zhǎng)t33分別如下：

27、

28、其中，range3為信號(hào)空域范圍d3對(duì)應(yīng)角度范圍，r3為信號(hào)接收系統(tǒng)天線(xiàn)掃描速度，θ3為信號(hào)接收系統(tǒng)波束寬度，frange3為信號(hào)頻域范圍f3對(duì)應(yīng)頻率范圍，band3為信號(hào)接收系統(tǒng)瞬時(shí)工作帶寬，為頻段駐留時(shí)間。

29、進(jìn)一步地，步驟6中，任意時(shí)刻的重合概率p0，平均重合時(shí)間寬度τ0，平均重合周期t0，以及t3時(shí)間內(nèi)發(fā)生1次及1次以上截獲的前端截獲概率p1(t3)，分別如下：

30、

31、

32、進(jìn)一步地，所述非線(xiàn)性?xún)?yōu)化問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù)和約束條件分別如下：

33、

34、進(jìn)一步地，步驟9中，障礙函數(shù)為：

35、進(jìn)一步地，步驟10中，精度

36、進(jìn)一步地，步驟12中，頻段駐留時(shí)間的最小值為：

37、綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

38、1、本發(fā)明為非合作信號(hào)接收系統(tǒng)的頻段駐留時(shí)間設(shè)計(jì)提供快速的理論和設(shè)計(jì)指導(dǎo)，解決了實(shí)際工程應(yīng)用中試湊法存在的耗時(shí)費(fèi)力問(wèn)題，且時(shí)間復(fù)雜度為o(1)，主要運(yùn)算時(shí)間為內(nèi)點(diǎn)-罰函數(shù)非線(xiàn)性?xún)?yōu)化迭代算法執(zhí)行時(shí)間，方法整體運(yùn)算時(shí)間不隨同時(shí)接收到的新任務(wù)個(gè)數(shù)的增加而增加。

39、2、本發(fā)明優(yōu)先指定高前端截獲概率期望值，并根據(jù)信號(hào)接收任務(wù)參數(shù)實(shí)時(shí)自動(dòng)優(yōu)化頻段駐留時(shí)間設(shè)定值，解決了實(shí)際工程應(yīng)用中對(duì)系統(tǒng)操作人員知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)依賴(lài)性高的問(wèn)題，解決了固定值難以適應(yīng)信號(hào)接收任務(wù)隨機(jī)性及多樣性需求，無(wú)法保證高前端截獲概率的問(wèn)題。

40、3、本發(fā)明是一種針對(duì)非合作信號(hào)接收系統(tǒng)頻段駐留時(shí)間動(dòng)態(tài)優(yōu)化的通用方法。