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武装直升机雷达直接为武装直升机的作战使命服务,军事上要求武装直升机能够同时完成多种功能的任务,实现快速波况捕获、多目标跟踪、火力控制、机间数据传输以及优先级划分、目标定位、分类、成像等。这些同时多功能性是依靠雷达发射多波束实现的。相控阵雷达具有强大的灵活性,相控阵天线系统可以通过快速的相扫实现对不同方位发射雷达信号,从而获得对外界环境强大的自适应能力。为了充分挖掘相控阵雷达系统的各种资源,发挥最大的性能,寻找一组最优的雷达任务参数,从而实现最有效的雷达管理就是本文研究的重点。论文围绕直升机雷达工作特点、任务规划、优先级等级、波束驻留自适应调度方法进行研究,主要工作如下:1、分析了相控阵雷达时间分割工作原理和同时多波束工作原理,介绍雷达资源管理T(?)op-Down结构层次框架以及每个层次的内容,设计了资源管理模块的基本组成子系统以及相应的功能范畴,并以雷达基本功能为原则,提出资源管理调度性能的各项评估指标。2、从宏观上、任务级重点对雷达任务规划算法进行了研究。对于搜索任务,根据波位编排原理,提出针对直升机雷达不同工种模式通用的搜索波位编排方法。对于跟踪任务,考虑到滤波过程中的协方差可以反映跟踪精度的特点,提出一种基于协方差动态改变采样间隔的跟踪任务规划算法,算法可以根据跟踪精度实现资源初步分配。3、研究了基于模糊聚类的雷达任务优先级划分算法。简单介绍了雷达工作方式相对优先级,针对直升机雷达的特点,总结了影响雷达任务优先级的内外部因素;建立任务威胁度层次结构模型,并运用层次分析法对雷达任务威胁度进行评估,该算法获得的威胁度是对多层次因素综合分析的结果;在此基础上提出了种基于模糊聚类的动态优先级划分算法,算法考虑到影响优先级的各个特征因子,通过威胁度均值对不同聚类集合的雷达任务进行优先级等级标定,该算法与传统的算法相比对雷达外部环境有一定的自适应性。4、研究了雷达驻留任务的自适应调度算法。波束驻留调度算法是在已知波束驻留请求的情况下,寻找最优的任务执行序列和参数,从而达到最大化利用系统资源的目标。现有的自适应调度算法大多是考虑单波束驻留的,基于相对简单的数学模型,没有考虑完备的雷达资源约束条件,特别是忽略了二维相控阵雷达系统的能量资源限制和同时多波束工作的特点。针对这些问题,分别提出了两种算法:基于收益的多波束调度算法和基于时间指针的调度算法。前者从调度收益角度出发,考虑到二维相控阵雷达天线系统的信号收发特性,建立最优化数学模型,并通过一些启发式规则获得模型的次优解。后者则引入时间指针来控制脉冲交错过程,对每一个时间点选取满足约束的雷达任务进行交错调度。相对已有算法而言,两种算法都有更好的仿真效果,在降低各种任务丢失率的同时获得更多的雷达资源利用率。5、分析了资源管理系统综合仿真的设计需求;设计雷达资源管理综合仿真平台,并对子系统进行详细的分析与设计;同时,利用MALTAB GUI集成开发环境进行系统仿真平台的实现,并引入直升机雷达内外部环境数据完成系统仿真平台的测试,验证了系统平台有效性的同时,能够直观地对全局雷达资源管理的性能进行评估。