CN108490431B - 一种基于资源动态管控方法的二维有源相控阵目标指示雷达 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于资源动态管控方法的二维有源相控阵目标指示雷达，属相控阵雷达资源综合管控技术领域。所述雷达由监控系统、终端显控系统等构成，其特点是：监控系统的监控分部由控制转换处理器、监控主机组成，其波控分部由控制转换处理器、信号分配器Ⅰ、信号分配器Ⅱ、五合一T/R组件控制器组成；终端显控系统包括资源分配器、凝视反导模块、任务调度器、参数数据库、信号处理器、收发系统、指挥控制车。集防空/反导、高空/低空、引导/警戒、机动/固定一体化，探测不同类型目标可自适应优化调整雷达的时间、空间和能量资源，避免冲突发生，实现智能化多任务、资源综合动态管控，兼具常规空气动力目标探测与针对TBM目标探测能力。

Description

一种基于资源动态管控方法的二维有源相控阵目标指示雷达

技术领域

本发明涉及一种基于资源动态管控方法的二维有源相控阵目标指示雷达，属相控阵雷达资源综合管控技术领域。

背景技术

现代地面防空导弹武器系统的作战对象，既包括空气动力目标如隐身飞机、常规飞机、巡航导弹和空地导弹等，也包括自由段以及再入段的弹道导弹。某型地空导弹武器系统具有一定的拦截弹道导弹的能力，但是其制导雷达对TBM弹道导弹目标只能进行有限的搜索，不支持大范围搜索，极大限制了某型地空导弹武器系统独立作战及防空反导的作战能力。利用相控阵目标指示雷达与某型地空导弹武器系统制导雷达频率的不同提供目标信息，可以弥补这一缺陷。但要让相控阵目标指示雷达兼具探测常规空气动力目标和TBM弹道导弹目标的能力，就需要智能高效的调度策略保障，避免同时探测不同类型目标时发生空间、时间及能量资源的冲突。因此，十分有必要研发一种兼具常规探测与针对TBM目标探测能力，满足某地空导弹武器系统防空与末端低层反导目标指示作战需求，集防空/反导、高空/低空、引导/警戒、机动/固定一体化，可自适应优化调整时间、空间和能量资源避免冲突发生，实现智能化多任务动态管理，具备调度成功率高、时间碎片少优点，极大提升防空反导作战能力的基于资源动态管控方法的二维有源相控阵目标指示雷达。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种兼具常规探测与针对TBM目标探测能力，满足某地空导弹武器系统防空与末端低层反导目标指示作战需求，集防空/反导、高空/低空、引导/警戒、机动/固定一体化，在探测不同类型目标时可自适应优化调整时间、空间和能量资源，避免冲突发生，实现智能化多任务动态管理，具备调度成功率高、时间碎片少优点，极大提升某地空导弹武器系统的防空反导作战能力的基于资源动态管控方法的二维有源相控阵目标指示雷达；解决现有二维有源相控阵目标指示雷达无法兼容探测常规空气动力目标及TBM目标，无法在探测不同类型目标时自适应调整时间、空间和能量资源避免冲突发生，难以满足某地空导弹武器系统防空与末端低层反导目标指示作战需求的问题。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

一种基于资源动态管控方法的二维有源相控阵目标指示雷达，它由天馈系统、收发系统、信号处理系统、监控系统、伺服驱动系统、终端显控系统构成，天馈系统包括平面阵列天线，平面阵列天线由 480个天线单元组成；收发系统包括96个五合一T/R组件、中频数字接收机；信号处理系统由干扰分机和数字信号处理器组成；监控系统由监控分部和波控分部组成；伺服驱动系统与天馈系统连接，在终端显控系统控制下驱动平面阵列天线旋转；终端显控系统具备显示控制、录取处理、通信处理功能；

其特征在于：监控系统的监控分部由控制转换处理器、监控主机组成；监控系统的波控分部由控制转换处理器、1个信号分配器Ⅰ、8个信号分配器Ⅱ、96个五合一T/R组件控制器组成；监控主机发出控制信号，通过控制转换处理器、信号分配器Ⅰ、信号分配器Ⅱ、五合一T/R组件控制器，实现波束控制及状态显示，并监视和控制所有系统的工作状态；

终端显控系统包括资源分配器、任务调度器、参数数据库；终端显控系统是控制中枢，按作战任务需求发送各种命令，控制各个分系统同步工作，完成目标搜索、跟踪、抗干扰任务，并将目标指示雷达获取的目标信息、干扰信息结果进行录取显示；

所述二维有源相控阵目标指示雷达设计有两种工作模式：机扫和凝视相扫，通过终端显控系统，根据作战任务需求，在两种工作模式下，均可对该二维有源相控阵目标指示雷达的工作波形、波位排列和扫描方式进行自定义设置，生成自定义工作模式；凝视相扫工作模式通过终端显控系统的凝视反导模块构成凝视反导模式；

所述天馈系统的天线单元分别与每路五合一T/R组件相连，五合一T/R组件接收输出通过馈线网络与中频数字接收机相连，中频数字接收机通过光纤连接信号处理系统，通过信号处理系统的数字信号处理器将检测后的数据延迟对齐后送至终端显控系统；监控系统监视并控制所有系统的工作状态，伺服驱动系统在监控指令的控制下驱动天线旋转、调整天线方位指向；

所述二维有源相控阵目标指示雷达的发射链路由频率源、五合一T/R组件、天线辐射单元构成，完成激励信号的产生、上变频、放大输出；

所述二维有源相控阵目标指示雷达的接收链路由天线辐射单元、五合一T/R组件、DBF组合构成，完成回波信号的接收、低噪声放大、滤波、下变频、AD采样和数字接收波束形成；

所述的终端显控系统的凝视反导模式有三种工作方式：自主搜索、引导搜索和集能搜索；凝视反导模块用于探测重点区域的常规空气动力目标和战术弹道导弹目标TBM，为地空反导武器系统指挥控制车快速捕获TBM目标提供目标指示信息，配合地空反导武器系统的反导作战；

所述的数字信号处理器包括一块全景监视板、一件光电转换器、两件信号检测器、两件杂波分类器、一件测高处理器、一件通讯控制器、两件脉冲压缩器。

上述的基于资源动态管控方法的二维有源相控阵目标指示雷达，其操作方法：

所述二维有源相控阵目标指示雷达发射时，频率源和定时器产生各种同步信号和本振信号，终端显控系统发送收发系统所需要的各种控制信号；收发系统根据发射波束指向要求完成发射相位修正，并按同步时序要求产生基带波形；基带波形上变频形成微波激励信号，经天线单元对外辐射；

所述二维有源相控阵目标指示雷达接收时，收发系统接收天线单元送来的回波信号，完成信号放大、变频及数字化处理后，将数字信号送给DBF组合；DBF组合按照波束指向需求，形成数字接收波束，并将每个数字波束收到的信号分别送给信号处理系统；信号处理系统对目标进行检测，并将检测后的目标信息：方位、距离、高度、速度、干扰指向和干扰强度信息发送到终端显控系统，终端显控系统根据目标信息及目标特性，进行目标搜索和跟踪自适应波束调度处理解算；

波束控制时，终端显控系统计算机将波束调度控制命令通过高速串行总线发送给监控系统中的波控分部的控制转换板，控制转换板通过光纤将控制命令发送到天馈系统天线阵面中的信号转接盒，经过驱动后通过总线以广播方式传到天线阵面各组件，各组件根据本组件地址编号计算出各移相器的控制码，并按雷达时序关系输出，控制天线波束指向预定位置；

机扫模式用于常规防空作战，可对常规空气动力目标、隐身目标和巡航导弹目标进行搜索、跟踪、回扫确认和分类多种操作，机扫模式工作流程如下：

终端显控系统计算机资源分配器的资源调度模块用来确认本次扫描的任务模式，包括搜索、TWS跟踪、回扫、目标分类判别；当雷达对指定空域进行搜索探测到新点迹后，终端显控系统进行点航关联判断，判断该点迹与已起批航迹或过往点迹是否能够关联，如果能够关联，则根据关联情况进行目标航迹刷新、目标起批等处理；若无法关联，则该点迹可能属于首次发现目标的最新点迹或虚假点迹，终端显控系统对无法关联的点迹进行回扫评估，综合目标的点迹质量、运动参数、威胁程度、能量资源调度情况诸因素，判别是否需要对该点迹进行回扫，如果不进行回扫，则仅对点迹信息进行存储，在下一帧关联时使用；如果进行回扫，则根据点迹位置，调度相关工作波形进行回扫确认，也可以人工干预进行回扫确认。若回扫时再次探测到新点迹，则进行点迹关联处理，当回扫点迹与首次发现点迹关联时，则对回扫点迹进行起批处理；当无法关联时，则仅对两次扫描点迹信息进行存储。若回扫时没有探测到新点迹，则仅对首次扫描点迹进行存储，完成后进入下一次处理流程；

在对点迹进行回扫时，采用与首点发现时相同的工作波形，避免不同波形的滤波器速度响应及后续处理对目标发现概率的影响；回扫时，需要消耗额外的时间能量资源，占用空域搜索的时间，为了保证在不同的目标环境下，雷达搜索波束指向与天线法线间夹角在合理范围内，终端显控系统根据不同的方位夹角，设置不同的搜索波位方位间隔；通过扫描方位间隔的动态调整，实现雷达能量的动态管理；

在对中高空目标进行TWS跟踪时，如果探测到新点迹，就进行点航关联处理，关联上则更新目标航迹，如果无法关联或没有探测到新点迹，则进入下一次处理流程；当采用TWS方式进行跟踪时，根据待跟踪目标所在仰角，从跟踪波位中选择对应波位的工作波形进行扫描；

终端显控系统根据目标速度、高度、回波特性对已起批目标进行目标分类判别，若判定为TBM目标，则人工或自动切换工作模式为凝视反导模式，伺服驱动系统收到反导工作模式命令后，将天线停在天线阵面法线指向目标方位；

凝视反导模式用于对重点区域常规空气动力目标和战术弹道导弹目标TBM的探测，为地空导弹武器系统指挥控制车快速捕获TBM目标提供目标指示信息，配合地空导弹武器系统的反导作战；

凝视反导模式包括自主搜索、引导搜索和集能搜索三种搜索方式；其工作流程为：

凝视反导模式工作于引导搜索时，对于引导搜索拦截屏或再入段自主搜索拦截屏发现的点迹，如果判断与已存在航迹无法关联上时，即刻进行回扫确认，如果回扫后点迹仍存在则立即起批，并将目标属性定义为TBM目标，转入TAS宽带跟踪方式，第一次TAS宽带跟踪时的距离窗口为默认设置的2倍，避免信号带宽变化所引起的距离抖动对目标跟踪的影响；对于主动段自主搜索拦截屏发现的点迹，起始阶段按常规目标起批流程处理，在获得目标3帧关联点迹后对目标起批，并判断目标高度变化趋势是否满足TBM目标运行轨道特征，若满足则定义为TBM目标，转入TBM宽带跟踪方式；当对目标由搜索转入TBM宽带跟踪后，雷达在开始的几次宽带跟踪过程中，仍会根据目标运动参数特征对其属性进行持续判别，直至完全确认为TBM目标，一旦其属性判别为非TBM目标或虚假点迹，则放弃对该目标的TAS跟踪；

在凝视反导模式下，通过人工控制，所述二维有源相控阵目标指示雷达可工作在自主搜索方式，当所述二维有源相控阵目标指示雷达无法获得全面、准确、实时的预警信息时，可采用此搜索方式实现对TBM目标的搜索、拦截；当所述二维有源相控阵目标指示雷达后续获得预警信息网的引导信息时，将自动转入引导搜索方式；

自主搜索方式下，所述二维有源相控阵目标指示雷达搜索、跟踪、识别处理的工作流程与引导搜索方式基本一致；

在凝视反导模式工作于集能探测时，在指定集能方向后，所述二维有源相控阵目标指示雷达的天线自动旋转至集能方向对其进行集能探测，可对集能方位、仰角直接设置，设置某批目标所在方向为集能探测方向，还可对处理量程、探测目标类型常规空气动力或隐身、发射带宽、频率等参数进行设置，参数设置后，终端显控系统会根据处理量程和探测目标类型自动选择发射脉冲宽度、工作重频以及后续处理的积累脉冲数。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：

该基于资源动态管控方法的二维有源相控阵目标指示雷达，通过对监控、终端、信号处理三部分一体化设计，把该二维有源相控阵目标指示雷达三部分的作用进行了有机的紧密结合，实现了该二维有源相控阵目标指示雷达的功率、波形、波束、发射脉冲的重复周期和该二维有源相控阵目标指示雷达发射脉冲数的灵活控制，极大提高了该二维有源相控阵目标指示雷达的智能化认知程度，实现对该二维有源相控阵目标指示雷达时间、空间、能量资源的综合利用，既能探测常规空气动力目标，又能探测TBM目标，集防空/反导、高空/低空、引导/警戒、机动/固定一体化。在探测不同类型目标时可自适应优化调整时间、空间和能量资源，避免冲突发生，实现智能化多任务动态管理，具备调度成功率高、时间碎片少优点，满足地空导弹武器系统防空与末端低层反导目标指示作战需求，极大提升地空导弹武器系统的防空反导作战能力。完善解决了现有二维有源相控阵目标指示雷达无法兼容探测常规空气动力目标及TBM目标，无法在探测不同类型目标时自适应调整时间、空间和能量资源避免冲突发生，及探测TBM目标要求俯仰范围大、速度快、数据率高与兼容探测常规空气动力目标，难以满足地空导弹武器系统防空与末端低层反导目标指示作战需求的问题。

附图说明

图1为一种基于资源动态管控方法的二维有源相控阵目标指示雷达的工作原理示意图；

图2为一种基于资源动态管控方法的二维有源相控阵目标指示雷达的信号传递流程示意图；

图3为一种基于资源动态管控方法的二维有源相控阵目标指示雷达的资源管控调度的工作流程示意图；

图4为一种基于资源动态管控方法的二维有源相控阵目标指示雷达机扫模式的工作流程示意图；

图5为一种基于资源动态管控方法的二维有源相控阵目标指示雷达的探测TBM目标的工作流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对该基于资源动态管控方法的二维有源相控阵目标指示雷达的实施方式作进一步详细说明（参见图1～5）：

一种基于资源动态管控方法的二维有源相控阵目标指示雷达，所述的二维有源相控阵目标指示雷达，它由天馈系统、收发系统、信号处理系统、监控系统、伺服驱动系统、终端显控系统构成，天馈系统包括平面阵列天线，平面阵列天线由 480个天线单元组成；收发系统包括96个五合一T/R组件、中频数字接收机；信号处理系统由干扰分机和数字信号处理器组成；监控系统由监控分部和波控分部组成；伺服驱动系统与天馈系统连接，在终端显控系统控制下驱动平面阵列天线旋转；终端显控系统具备显示控制、录取处理、通信处理功能；

其特征在于：监控系统的监控分部由控制转换处理器、监控主机组成；监控系统的波控分部由控制转换处理器、1个信号分配器Ⅰ、8个信号分配器Ⅱ、96个五合一T/R组件控制器组成；监控主机发出控制信号，通过控制转换处理器、信号分配器Ⅰ、信号分配器Ⅱ、五合一T/R组件控制器，实现波束控制及状态显示，并监视和控制所有系统的工作状态；

终端显控系统包括资源分配器、任务调度器、参数数据库；终端显控系统是控制中枢，按作战任务需求发送各种命令，控制各个分系统同步工作，完成目标搜索、跟踪、抗干扰任务，并将目标指示雷达获取的目标信息、干扰信息结果进行录取显示；

所述二维有源相控阵目标指示雷达设计有两种工作模式：机扫和凝视相扫，通过终端显控系统，根据作战任务需求，在两种工作模式下，均可对该二维有源相控阵目标指示雷达的工作波形、波位排列和扫描方式进行自定义设置，生成自定义工作模式；凝视相扫工作模式通过终端显控系统的凝视反导模块构成凝视反导模式；

所述天馈系统的天线单元分别与每路五合一T/R组件相连，五合一T/R组件接收输出通过馈线网络与中频数字接收机相连，中频数字接收机通过光纤连接信号处理系统，通过信号处理系统的数字信号处理器将检测后的数据延迟对齐后送至终端显控系统；监控系统监视并控制所有系统的工作状态，伺服驱动系统在监控指令的控制下驱动天线旋转、调整天线方位指向；

所述二维有源相控阵目标指示雷达的发射链路由频率源、五合一T/R组件、天线辐射单元构成，完成激励信号的产生、上变频、放大输出；

所述二维有源相控阵目标指示雷达的接收链路由天线辐射单元、五合一T/R组件、DBF组合构成，完成回波信号的接收、低噪声放大、滤波、下变频、AD采样和数字接收波束形成（参见图1）；

所述的终端显控系统的凝视反导模式有三种工作方式：自主搜索、引导搜索和集能搜索；凝视反导模块用于探测重点区域的常规空气动力目标和战术弹道导弹目标TBM，为地空反导武器系统指挥控制车快速捕获TBM目标提供目标指示信息，配合地空反导武器系统的反导作战；

所述的数字信号处理器包括一块全景监视板、一件光电转换器、两件信号检测器、两件杂波分类器、一件测高处理器、一件通讯控制器、两件脉冲压缩器。

上述的基于资源动态管控方法的二维有源相控阵目标指示雷达，其操作方法：（参见图2）：

所述二维有源相控阵目标指示雷达发射时，频率源和定时器产生各种同步信号和本振信号，终端显控系统发送收发系统所需要的各种控制信号；收发系统根据发射波束指向要求完成发射相位修正，并按同步时序要求产生基带波形；基带波形上变频形成微波激励信号，经天线单元对外辐射；

所述二维有源相控阵目标指示雷达接收时，收发系统接收天线单元送来的回波信号，完成信号放大、变频及数字化处理后，将数字信号送给DBF组合；DBF组合按照波束指向需求，形成数字接收波束，并将每个数字波束收到的信号分别送给信号处理系统；信号处理系统对目标进行检测，并将检测后的目标信息：方位、距离、高度、速度、干扰指向和干扰强度信息发送到终端显控系统，终端显控系统根据目标信息及目标特性，进行目标搜索和跟踪自适应波束调度处理解算；

波束控制时，终端显控系统计算机将波束调度控制命令通过高速串行总线发送给监控系统中的波控分部的控制转换板，控制转换板通过光纤将控制命令发送到天馈系统天线阵面中的信号转接盒，经过驱动后通过总线以广播方式传到天线阵面各组件，各组件根据本组件地址编号计算出各移相器的控制码，并按雷达时序关系输出，控制天线波束指向预定位置（参见图2）；

机扫模式用于常规防空作战，可对常规空气动力目标、隐身目标和巡航导弹目标进行搜索、跟踪、回扫确认和分类多种操作，机扫模式工作流程如下：

终端显控系统计算机资源分配器的资源调度模块用来确认本次扫描的任务模式，包括搜索、TWS跟踪、回扫、目标分类判别；当雷达对指定空域进行搜索探测到新点迹后，终端显控系统进行点航关联判断，判断该点迹与已起批航迹或过往点迹是否能够关联，如果能够关联，则根据关联情况进行目标航迹刷新、目标起批等处理；若无法关联，则该点迹可能属于首次发现目标的最新点迹或虚假点迹，终端显控系统对无法关联的点迹进行回扫评估，综合目标的点迹质量、运动参数、威胁程度、能量资源调度情况诸因素，判别是否需要对该点迹进行回扫，如果不进行回扫，则仅对点迹信息进行存储，在下一帧关联时使用；如果进行回扫，则根据点迹位置，调度相关工作波形进行回扫确认，也可以人工干预进行回扫确认。若回扫时再次探测到新点迹，则进行点迹关联处理，当回扫点迹与首次发现点迹关联时，则对回扫点迹进行起批处理；当无法关联时，则仅对两次扫描点迹信息进行存储。若回扫时没有探测到新点迹，则仅对首次扫描点迹进行存储，完成后进入下一次处理流程；

在对点迹进行回扫时，采用与首点发现时相同的工作波形，避免不同波形的滤波器速度响应及后续处理对目标发现概率的影响；回扫时，需要消耗额外的时间能量资源，占用空域搜索的时间，为了保证在不同的目标环境下，雷达搜索波束指向与天线法线间夹角在合理范围内，终端显控系统根据不同的方位夹角，设置不同的搜索波位方位间隔；通过扫描方位间隔的动态调整，实现雷达能量的动态管理；

在对中高空目标进行TWS跟踪时，如果探测到新点迹，就进行点航关联处理，关联上则更新目标航迹，如果无法关联或没有探测到新点迹，则进入下一次处理流程；当采用TWS方式进行跟踪时，根据待跟踪目标所在仰角，从跟踪波位中选择对应波位的工作波形进行扫描；

终端显控系统根据目标速度、高度、回波特性对已起批目标进行目标分类判别，若判定为TBM目标，则人工或自动切换工作模式为凝视反导模式，伺服驱动系统收到反导工作模式命令后，将天线停在天线阵面法线指向目标方位；

（参见图3、图4、图5）凝视反导模式用于对重点区域常规空气动力目标和战术弹道导弹目标TBM的探测，为地空导弹武器系统指挥控制车快速捕获TBM目标提供目标指示信息，配合地空导弹武器系统的反导作战；

凝视反导模式包括自主搜索、引导搜索和集能搜索三种搜索方式；其工作流程为：

凝视反导模式工作于引导搜索时，对于引导搜索拦截屏或再入段自主搜索拦截屏发现的点迹，如果判断与已存在航迹无法关联上时，即刻进行回扫确认，如果回扫后点迹仍存在则立即起批，并将目标属性定义为TBM目标，转入TAS宽带跟踪方式，第一次TAS宽带跟踪时的距离窗口为默认设置的2倍，避免信号带宽变化所引起的距离抖动对目标跟踪的影响；对于主动段自主搜索拦截屏发现的点迹，起始阶段按常规目标起批流程处理，在获得目标3帧关联点迹后对目标起批，并判断目标高度变化趋势是否满足TBM目标运行轨道特征，若满足则定义为TBM目标，转入TBM宽带跟踪方式；当对目标由搜索转入TBM宽带跟踪后，雷达在开始的几次宽带跟踪过程中，仍会根据目标运动参数特征对其属性进行持续判别，直至完全确认为TBM目标，一旦其属性判别为非TBM目标或虚假点迹，则放弃对该目标的TAS跟踪；

（参见图3、图4、图5）在凝视反导模式下，通过人工控制，所述二维有源相控阵目标指示雷达可工作在自主搜索方式，当所述二维有源相控阵目标指示雷达无法获得全面、准确、实时的预警信息时，可采用此搜索方式实现对TBM目标的搜索、拦截；当所述二维有源相控阵目标指示雷达后续获得预警信息网的引导信息时，将自动转入引导搜索方式；

自主搜索方式下，所述二维有源相控阵目标指示雷达搜索、跟踪、识别处理的工作流程与引导搜索方式基本一致；

在凝视反导模式工作于集能探测时，在指定集能方向后，所述二维有源相控阵目标指示雷达的天线自动旋转至集能方向对其进行集能探测，可对集能方位、仰角直接设置，设置某批目标所在方向为集能探测方向，还可对处理量程、探测目标类型常规空气动力或隐身、发射带宽、频率参数进行设置，参数设置后，终端显控系统会根据处理量程和探测目标类型自动选择发射脉冲宽度、工作重频以及后续处理的积累脉冲数（参见图1～5）。

该基于资源动态管控方法的二维有源相控阵目标指示雷达，通过信号处理系统、终端显控系统计算机硬件平台及实时多任务操作系统和监控系统协同处理，完成资源动态管控任务。

信号处理系统对目标进行检测，并将检测后的目标信息（目标方位、距离、高度、速度及干扰指向和干扰强度信息）送终端显控系统，终端显控系统根据目标信息及目标特性，进行目标搜索和跟踪自适应波束调度处理解算，并根据处理结果对监控系统发送相应的控制命令，监控系统执行终端显控系统发送的控制命令，根据不同的波位给五合一T/R组件发送不同的移相值控制码实现波束调度，覆盖不同的空域范围；同时终端显控系统根据目标距离自适调度监控系统产生的时序库，控制雷达工作周期，合理利用时间资源。

终端显控系统计算机进行自适应资源调度，采用两级调度结构，分别是资源分配器和任务调度器。

资源分配器负责雷达资源调度的全局预分配，根据作战筹划方案、外部人工干预命令、情报信息、战场环境特点和雷达数据处理结果，综合统筹雷达资源能量分配，生成雷达驻留请求序列。资源分配器由任务请求处理、综合资源分配、环境态势评估和干扰对抗、搜索任务管理、跟踪任务管理、驻留请求、波形/频率选择功能模块组成。

任务请求处理功能模块根据数据处理结果和人工干预命令定义初始任务请求模型，并根据任务请求生成逻辑产生合理有效的任务申请。任务请求内容包括雷达内部产生的周期任务：跟踪和搜索、突发任务：确认、截获、跟踪丢失。

综合资源分配功能模块在雷达搜索帧周期内，对雷达内外部所有有效任务请求统一处理，根据雷达工作方式和时间能量负载分析结果，以动态优先级为基础，对雷达搜索全帧周期内所有主要事件进行初步的波位编排，确定各类主要事件（跟踪、搜索）的预期执行时间和调整范围。

环境态势评估功能模块根据雷达数据处理结果和战场环境信息（干扰信息、杂波信息），利用杂波数据库、地理环境数据库和干扰数据库对雷达工作环境态势进行整体评估和态势分析，确定抗干扰方式和方法；依据分析结果辅助搜索空域管理、航迹管理、辅助优先级分配等。

搜索任务管理功能模块负责雷达各工作模式下搜索区域内的搜索波位编排，并根据搜索波束指向、杂波图、干扰图、雷达负载信息自适应地改变搜索参数，包括各分区的搜索数据率、各波束的波形参数、驻留时间、单/多波束、信号处理方式，同时设置每个搜索波束期望执行时间、截止期。

跟踪任务管理功能模块根据跟踪目标的运动特性、信噪比、目标位置、杂波图、干扰图等信息自适应地改变跟踪参数，包括各个目标的跟踪数据率、波形参数、驻留时间、信号处理方式、跟踪滤波方式，安排每个跟踪波束期望执行时间、截止期。

驻留请求功能模块将各类雷达任务请求转换为雷达驻留请求，并选择合适的波形、频率，最后产生完整的雷达驻留请求队列。

波形、频率选择功能模块根据环境态势评估结果和干扰对抗处理结果对驻留请求选择合适的波形、频率。

任务调度器根据资源分配器的调度结果在局部范围重新进行调整和规划，生成最终的波束调度序列，同时将资源负载分析结果反馈到资源分配器，重新优化雷达资源。

在凝视相扫方式工作时，雷达终端显控系统计算机管理一个搜索任务队列和一个跟踪任务队列。每一个任务包含波束角度、波位停留脉冲数以及主要处理方式信息。搜索任务队列按先进先出原则执行。跟踪队列中的任务具有响应时间参数，并按时间进行任务排队执行；在执行波束调度任务时跟踪队列任务优先。雷达对常规目标按搜索数据率进行跟踪。在人工干预为重点跟踪目标时，可对重点目标设置跟踪数据率和照射脉冲数，产生的跟踪任务进入跟踪任务队列。在对重点目标跟踪设为自动方式时，波束调度计算机根据当前目标航迹质量和信噪比决定下次跟踪任务时的时间间隔和脉冲数。

波束控制时，终端显控系统计算机根据信号处理系统送来的回波信息及目标特性，进行目标搜索和跟踪自适应波束调度处理解算，计算出每个单元移相器所需的控制信号，使天线的波束指向与要求相同。雷达搜索时，波控分部根据终端提供的搜索空域数据进行运算，算出阵列中的各移相器需要的波束控制码，使天线波束指向预定的搜索空域。雷达跟踪时，根据终端显控系统预测目标在下一个波束时刻的目标位置，波控分部将波束按需要指向目标位置，在每个周期得到下一个周期的波束指向角，并发送到天线上的每一个T/R组件，使得下一个周期能够在指定的位置上收发信号。

监控分部以SOPC系统为基础，采用分布式控制，分发终端显控系统发送的各种指令到各分系统。监控系统中的波控分部，将波控命令通过光纤送天线车上的综合管理板，经驱动后通过总线以广播方式传到天线阵面各五合一T/R组件，各五合一T/R组件根据本组件地址编号计算出各移相器的控制码，并根据控制码调用存储器中的移相值，实现波束调度。

监控系统中的定时器，产生全机时序库。终端显控系统根据目标距离自适调度监时序库，控制雷达工作周期，合理利用时间资源。

针对导弹目标与其他跟踪目标，其波束调度间隔不同；对高度、速度等回波特性明显不同的目标点迹进行自动回扫，确认为TBM类目标后自动起批；动态调整目标跟踪波束的搜索范围。

雷达在对TBM目标进行跟踪时，若发现目标实际航迹与预测航迹明显偏离，目标出现跟踪不稳定趋势时，采用水平2波位，垂直2波位跟踪方式，以目标为中心均匀分布，直至目标稳定跟踪后再转入1个波位的跟踪状态。

当TBM目标与雷达间距离较近时，仰角和方位变化率会明显增加，仅依靠航迹外推对目标进行跟踪时，可能会造成波束指向逐渐偏离目标轨迹，最终造成目标丢失，此时，雷达通过扩大跟踪范围来避免该问题；当TBM目标在跟踪过程中丢失时，雷达会在目标丢失前最后一次探测的位置采用水平3波位、垂直3波位对目标进行捕获。

为了保证雷达对TBM目标的跟踪距离，采用多个脉冲相参积累提高目标信噪比，为了在目标数较少时提高跟踪数据率，需要保证雷达系统时序调度的灵活性，本发明采用单驻留控制的方式，由终端显控系统计算机自动根据目标位置、跟踪状态信息自动选择搜索和跟踪波形。

通过对雷达的资源动态管控，实现了针对不同的目标，采用不同的工作模式、工作波形、工作时序及不同的信号处理和数据处理方式、不同的雷达扫描周期和覆盖空域。将雷达的监控、终端和信号处理三部分一体化设计有机紧密结合，灵活控制雷达的功率、波形、波束、波位、发射脉冲的重复周期和雷达发射脉冲数，极大提高了雷达的智能化水平。

以上所述只是本发明的较佳实施例而已，上述举例说明不对本发明的实质内容作任何形式上的限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后依据本发明的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改或变形，以及可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，均仍属于本发明技术方案的范围内，而不背离本发明的实质和范围。

Claims (1)

1.一种基于资源动态管控方法的二维有源相控阵目标指示雷达，它由天馈系统、收发系统、信号处理系统、监控系统、伺服驱动系统、终端显控系统构成，天馈系统包括平面阵列天线，平面阵列天线由 480个天线单元组成；收发系统包括96个五合一T/R组件、中频数字接收机；信号处理系统由干扰分机和数字信号处理器组成；监控系统由监控分部和波控分部组成；伺服驱动系统与天馈系统连接，在终端显控系统控制下驱动平面阵列天线旋转；终端显控系统具备显示控制、录取处理、通信处理功能；

其特征在于：监控系统的监控分部由控制转换处理器、监控主机组成；监控系统的波控分部由控制转换处理器、1个信号分配器Ⅰ、8个信号分配器Ⅱ、96个五合一T/R组件控制器组成；监控主机发出控制信号，通过控制转换处理器、信号分配器Ⅰ、信号分配器Ⅱ、五合一T/R组件控制器，实现波束控制及状态显示，并监视和控制所有系统的工作状态；

终端显控系统包括资源分配器、任务调度器、参数数据库；终端显控系统是控制中枢，按作战任务需求发送各种命令，控制各个分系统同步工作，完成目标搜索、跟踪、抗干扰任务，并将目标指示雷达获取的目标信息、干扰信息结果进行录取显示；

所述二维有源相控阵目标指示雷达设计有两种工作模式：机扫和凝视相扫，通过终端显控系统，根据作战任务需求，在两种工作模式下，对该二维有源相控阵目标指示雷达的工作波形、波位排列和扫描方式进行自定义设置，生成自定义工作模式；凝视相扫工作模式通过终端显控系统的凝视反导模块构成凝视反导模式；

所述天馈系统的天线单元分别与每路五合一T/R组件相连，五合一T/R组件接收输出通过馈线网络与中频数字接收机相连，中频数字接收机通过光纤连接信号处理系统，通过信号处理系统的数字信号处理器将检测后的数据延迟对齐后送至终端显控系统；监控系统监视并控制所有系统的工作状态，伺服驱动系统在监控指令的控制下驱动天线旋转、调整天线方位指向；

所述二维有源相控阵目标指示雷达的发射链路由频率源、五合一T/R组件、天线辐射单元构成，完成激励信号的产生、上变频、放大输出；

所述二维有源相控阵目标指示雷达的接收链路由天线辐射单元、五合一T/R组件、DBF组合构成，完成回波信号的接收、低噪声放大、滤波、下变频、AD采样和数字接收波束形成；

所述终端显控系统的凝视反导模式有三种工作方式：自主搜索、引导搜索和集能搜索；凝视反导模块用于探测重点区域的常规空气动力目标和战术弹道导弹目标TBM，为地空反导武器系统指挥控制车快速捕获TBM目标提供目标指示信息，配合地空反导武器系统的反导作战；

所述数字信号处理器包括一块全景监视板、一件光电转换器、两件信号检测器、两件杂波分类器、一件测高处理器、一件通讯控制器、两件脉冲压缩器；

上述的基于资源动态管控方法的二维有源相控阵目标指示雷达，其操作方法：所述二维有源相控阵目标指示雷达发射时，频率源和定时器产生各种同步信号和本振信号，终端显控系统发送收发系统所需要的各种控制信号；收发系统根据发射波束指向要求完成发射相位修正，并按同步时序要求产生基带波形；基带波形上变频形成微波激励信号，经天线单元对外辐射；

所述二维有源相控阵目标指示雷达接收时，收发系统接收天线单元送来的回波信号，完成信号放大、变频及数字化处理后，将数字信号送给DBF组合；DBF组合按照波束指向需求，形成数字接收波束，并将每个数字波束收到的信号分别送给信号处理系统；信号处理系统对目标进行检测，并将检测后的目标信息：方位、距离、高度、速度、干扰指向和干扰强度信息发送到终端显控系统，终端显控系统根据目标信息及目标特性，进行目标搜索和跟踪自适应波束调度处理解算；

波束控制时，终端显控系统计算机将波束调度控制命令通过高速串行总线发送给监控系统中的波控分部的控制转换板，控制转换板通过光纤将控制命令发送到天馈系统天线阵面中的信号转接盒，经过驱动后通过总线以广播方式传到天线阵面各组件，各组件根据本组件地址编号计算出各移相器的控制码，并按雷达时序关系输出，控制天线波束指向预定位置；

机扫模式用于常规防空作战，对常规空气动力目标、隐身目标和巡航导弹目标进行搜索、跟踪、回扫确认和分类多种操作，终端显控系统计算机资源分配器的资源调度模块用来确认本次扫描的任务模式，包括搜索、TWS跟踪、回扫、目标分类判别；

终端显控系统根据目标速度、高度、回波特性对已起批目标进行目标分类判别，若判定为TBM目标，则人工或自动切换工作模式为凝视反导模式，伺服驱动系统收到反导工作模式命令后，将天线停在天线阵面法线指向目标方位；

凝视反导模式用于对重点区域常规空气动力目标和战术弹道导弹目标TBM的探测，为地空导弹武器系统指挥控制车快速捕获TBM目标提供目标指示信息，配合地空导弹武器系统的反导作战；凝视反导模式包括自主搜索、引导搜索和集能搜索三种搜索方式；在凝视反导模式下，通过人工控制，所述二维有源相控阵目标指示雷达工作在自主搜索方式，当所述二维有源相控阵目标指示雷达无法获得全面、准确、实时的预警信息时，采用此搜索方式实现对TBM目标的搜索、拦截；当所述二维有源相控阵目标指示雷达后续获得预警信息网的引导信息时，将自动转入引导搜索方式；在凝视反导模式工作于集能探测时，在指定集能方向后，所述二维有源相控阵目标指示雷达的天线自动旋转至集能方向对其进行集能探测，对集能方位、仰角直接设置，设置目标所在方向为集能探测方向，对处理量程、探测目标类型常规空气动力或隐身、发射带宽、频率参数进行设置，参数设置后，终端显控系统会根据处理量程和探测目标类型自动选择发射脉冲宽度、工作重频以及后续处理的积累脉冲数。

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