基于扇區(qū)的旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá)滑窗資源調(diào)度技術(shù)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于相控陣?yán)走_(dá)資源調(diào)度領(lǐng)域，涉及一種基于扇區(qū)的滑窗資源調(diào)度技術(shù)。該技術(shù)主要適用于二維旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá)的資源管理與分配。雷達(dá)系統(tǒng)按扇區(qū)對多功能多任務(wù)進(jìn)行資源分配，扇區(qū)內(nèi)根據(jù)任務(wù)的負(fù)載量自適應(yīng)調(diào)整各類任務(wù)的駐留時間?；百Y源調(diào)度技術(shù)是指對當(dāng)前調(diào)度間隔進(jìn)行資源分配時，考慮從當(dāng)前調(diào)度間隔開始的一個扇區(qū)內(nèi)的任務(wù)負(fù)載情況，進(jìn)行下一個調(diào)度間隔時，考慮從下個間隔開始的一個扇區(qū)內(nèi)的任務(wù)負(fù)載，形成滑窗式的資源調(diào)度。根據(jù)雷達(dá)不同的工作方式確定各類任務(wù)的駐留時間分配比例，根據(jù)任務(wù)獲得的時間自適應(yīng)調(diào)整雷達(dá)的探測距離、搜索數(shù)據(jù)率、精跟批數(shù)、確認(rèn)批數(shù)等，實(shí)現(xiàn)同時多功能、多任務(wù)，提高二維旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá)的靈活性和作戰(zhàn)效能。
【專利說明】基于扇區(qū)的旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá)滑窗資源調(diào)度技術(shù)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于多功能相控陣?yán)走_(dá)資源調(diào)度領(lǐng)域，特別涉及一種二維旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá)的資源調(diào)度中資源管理與分配技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]相控陣?yán)走_(dá)資源靈活可控，可根據(jù)外部環(huán)境和需求，切換不同的工作方式(通常包括跟蹤模式，搜索模式等)。在不同工作方式下的各任務(wù)資源分配比例不同。合理實(shí)時的分配雷達(dá)的資源，成為釋放系統(tǒng)強(qiáng)大工作能力的重要因素。
[0003]國內(nèi)外學(xué)者和工程人員對固定面陣的相控陣?yán)走_(dá)的資源調(diào)度技術(shù)，進(jìn)行了深入的研究，代表性的有基于知識的資源調(diào)度技術(shù)，基于服務(wù)質(zhì)量的資源調(diào)度技術(shù)，基于模糊邏輯的資源調(diào)度技術(shù)。這些技術(shù)應(yīng)用于固定面陣的資源調(diào)度中，取得很好的效果。旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá)相比于固定面陣相控陣?yán)走_(dá)有其自身的特點(diǎn)。
[0004].天線360度旋轉(zhuǎn),面陣的法線方向能到達(dá)任一方位。
[0005].對任一方位，在三分之二的時間天線波束照射不到。
[0006].搜索和跟蹤時，波位上偏離天線法線方向α，信噪比會降低COS3U)。而固定面陣偏離法線方向的掃描造成的資源浪費(fèi)是無法彌補(bǔ)的，而旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá)可通過把任務(wù)盡可能編排在法線方向節(jié)省系統(tǒng)的資源。
[0007]根據(jù)以上分析，在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá)的調(diào)度中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1.無論任務(wù)的優(yōu)先級高低，若不能在規(guī)定的時間段執(zhí)行，則任務(wù)在本圈內(nèi)無法完成；
2.波束能在法線方向正負(fù)45度內(nèi)掃描，保證了資源調(diào)度的靈活性；
3.要保證本圈突發(fā)任務(wù)的有效執(zhí)行，如回掃確認(rèn)和捕獲。
[0008]在此背景下，本文提出了基于扇區(qū)的滑窗資源調(diào)度技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明是基于扇區(qū)的旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá)滑窗資源調(diào)度技術(shù)，按扇區(qū)分配雷達(dá)的時間資源，在扇區(qū)內(nèi)根據(jù)任務(wù)的負(fù)載量和任務(wù)的優(yōu)先級動態(tài)的調(diào)整雷達(dá)的探測距離、搜索的數(shù)據(jù)率和搜索的仰角空域。在進(jìn)行調(diào)度間隔的任務(wù)編排時，綜合考慮下一個扇區(qū)內(nèi)的任務(wù)負(fù)載量，扇區(qū)時間減去精跟確任捕獲等任務(wù)后，通過查預(yù)先計(jì)算好的掃描表，確定剩余時間能夠探測的距離或者仰角層。從雷達(dá)的最大探測距離每隔10公里或者20公里設(shè)計(jì)步進(jìn)的掃描表。剩余的時間從掃描表中的時間合計(jì)中查詢，找到對應(yīng)得距離和仰角。本算法結(jié)構(gòu)簡單，邏輯清楚，易于工程實(shí)現(xiàn)。下面結(jié)合附圖1對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]附圖1為二維度旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá)基于扇區(qū)的滑窗資源調(diào)度示意圖。
[0011]附圖2為二維旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá)動態(tài)時間窗技術(shù)流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]本發(fā)明采用扇區(qū)分配雷達(dá)資源，具體實(shí)施步驟為:
1.分區(qū)的大小確定:
若假定雷達(dá)如下參數(shù):波束方位大小為1.5°，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)率為2-12秒，調(diào)度間隔為50秒，每個調(diào)度間隔內(nèi)天線轉(zhuǎn)過為9°。按照系統(tǒng)數(shù)據(jù)率最大為12秒的要求，分區(qū)的大小應(yīng)為方位個數(shù)的6的整數(shù)倍:
分區(qū)大小=1.5度X6XN (N為整數(shù)，待確定)；
分區(qū)的大小應(yīng)該包含調(diào)度間隔的整數(shù)倍:
分區(qū)大小=9度XM (M為整數(shù)，待確定)；
分區(qū)大小應(yīng)該小于方案中90°扇區(qū)精跟目標(biāo)批數(shù)的要求:
分區(qū)大小$ 90度；
分區(qū)大小對資源配置靈活性的影響。按照分區(qū)的初衷，系統(tǒng)按扇區(qū)分配時間資源，在搜索的方式下，扣除掉跟蹤，確認(rèn)，捕獲等任務(wù)后剩余的時間均勻的分配給方位，查預(yù)先計(jì)算好的掃描表確定搜索的距離和仰角的個數(shù)。
[0013]綜上所述，取分區(qū)的大小為45度。分區(qū)內(nèi)包含30個方位；5個調(diào)度周期；5個數(shù)據(jù)處理扇區(qū)；每個分區(qū)的調(diào)度中斷為250ms。
[0014]2.扇區(qū)的資源調(diào)度過程
旋轉(zhuǎn)相控陣扇區(qū)內(nèi)的搜索任務(wù)和精跟、粗跟任務(wù)在本圈內(nèi)扇區(qū)任務(wù)執(zhí)行之前是確定的。但是回掃確認(rèn)和捕獲是本圈內(nèi)突發(fā)的。若每個扇區(qū)預(yù)先留出改任務(wù)的駐留時間，在無任務(wù)時造成極大的浪費(fèi)，而且沒法估計(jì)任務(wù)的個數(shù)。為此采取了基于扇區(qū)的調(diào)度間隔滑窗資源分配策略。首先計(jì)算每個調(diào)度間隔任務(wù)編排需要的時間的最大值，假設(shè)為t，在每個調(diào)度間隔最后的t時間內(nèi)開始編排下一調(diào)度間隔的任務(wù)。在編排任務(wù)之前，把接收到系統(tǒng)的確認(rèn)和捕獲任務(wù)寫入待編排的任務(wù)列表。編排任務(wù)開始時，接受到系統(tǒng)的任務(wù)放到下個調(diào)度間隔。
[0015]在編排下個調(diào)度間隔的任務(wù)時，首先讀取此間隔以后45度，也就是扇區(qū)大小的所有的任務(wù)。扇區(qū)內(nèi)總時間資源減去精跟確認(rèn)捕獲的時間后，剩余的時間，均勻分配到每個方位上，按照分配時間的多少確定探測的距離。
[0016]3.扇區(qū)資源分配流程
a)確定雷達(dá)的任務(wù)種類:搜索、精跟、回掃確認(rèn)、捕獲、粗跟；
b)統(tǒng)計(jì)本扇區(qū)內(nèi)除了搜索以外所有的任務(wù)；
c)計(jì)算統(tǒng)計(jì)出來的任務(wù)所需要的時間總和；
d)扇區(qū)總時間資源減去時間總和，得到剩余搜索的時間；
e)系統(tǒng)搜索設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)率，找出本圈內(nèi)所需要搜索的方位；
f)剩余時間均勻的分配到需要搜索的方位上；
g)根據(jù)系統(tǒng)要求確定搜索的仰角層；
h)根據(jù)掃描表確定搜索的距離；
i)把根據(jù)掃描表形成搜索的任務(wù)隊(duì)列。
[0017]4.調(diào)度間隔內(nèi)的波束編排:
a)取出期望發(fā)射時間落在本調(diào)度間隔內(nèi)的任務(wù)；b)按照任務(wù)的優(yōu)先級進(jìn)行排序；
c)從高優(yōu)先級開始累加任務(wù)的駐留時間；
d)當(dāng)時間和等于調(diào)度間隔時停止累加；
e)未累加的任務(wù)加入到延遲任務(wù)列表；
f)把累加的任務(wù)按照期望發(fā)射時間拍序；
g)形成執(zhí)行隊(duì)列。
【權(quán)利要求】
1.一種基于扇區(qū)的旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá)滑窗資源調(diào)度技術(shù)，其特征在于:雷達(dá)按扇區(qū)分配資源，進(jìn)行調(diào)度間隔的資源分配時考慮整個扇區(qū)的任務(wù)負(fù)載量，扇區(qū)的范圍隨著調(diào)度間隔以滑窗的形式向后移動，扇區(qū)內(nèi)跟據(jù)任務(wù)的負(fù)載量，按照雷達(dá)的工作方式，自適應(yīng)的調(diào)整雷達(dá)的探測距離、探測仰角和搜索數(shù)據(jù)率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于扇區(qū)的旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá)滑窗資源調(diào)度技術(shù)，其特征在于:雷達(dá)系統(tǒng)的資源主要指時間資源，扇區(qū)資源多少通過雷達(dá)每圈的時間除以扇區(qū)的個數(shù)確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于扇區(qū)的旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá)滑窗資源調(diào)度技術(shù)，其特征在于:任務(wù)的負(fù)載量是指雷達(dá)的確認(rèn)，精跟，粗跟和捕獲任務(wù)，不包括搜索任務(wù)，在任務(wù)負(fù)載量為零時，全部時間用來搜索，任務(wù)負(fù)載量增加，則減少搜索任務(wù)的時間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于扇區(qū)的旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá)滑窗資源調(diào)度技術(shù)，其特征在于:當(dāng)前的調(diào)度間隔開始，根據(jù)的扇區(qū)大小，通常以方位大小來表示，確定資源分配的扇區(qū)，當(dāng)進(jìn)行下個間隔的調(diào)度時，資源分配的扇區(qū)也相應(yīng)的向后滑動一個調(diào)度間隔，即滑窗調(diào)度技術(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于扇區(qū)的旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá)滑窗資源調(diào)度技術(shù)，其特征在于:扇區(qū)資源調(diào)度個過程為，總的時間減去任務(wù)負(fù)負(fù)載量的時間確定搜索的時間，根據(jù)工作方式確定的數(shù)據(jù)率，確定本扇區(qū)進(jìn)行搜索的方位個數(shù)，總的搜索時間處于方位個數(shù)，得到每個方位的駐留時間，根據(jù)駐留時間確定搜索的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于扇區(qū)的旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá)滑窗資源調(diào)度技術(shù)，其特征在于:根據(jù)駐留時間確定搜索的距離，通過查預(yù)先計(jì)算設(shè)計(jì)好的掃描表來得到相應(yīng)的參數(shù)，掃描表的設(shè)計(jì)通過累加仰角上的波束駐留時間，按照步進(jìn)的警戒距離編制，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)度。
【文檔編號】G06F19/00GK104077488SQ201410317090
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月5日
【發(fā)明者】李紀(jì)三, 尹曉燕, 侯嬌 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七二四研究所