遗传算法在相控阵雷达波束驻留任务自适应调度中的研究

相控阵雷达资源调度的理论与方法探究关键词：相控阵雷达；资源调度；任务分级；资源分配；多任务场景一、引言相控阵雷达是一种高区分率、高精度的探测技术，被广泛应用于军事、民用等领域。

随着雷达技术的不息进步，相控阵雷达的功能也越来越强大，可以实现复杂的多任务场景下的雷达信号处理，犹如时探测多个目标、对多个目标进行跟踪和识别等。

然而，在实现这些功能的过程中，相控阵雷达的资源调度问题成为制约雷达性能的关键因素。

二、相控阵雷达的工作原理相控阵雷达是通过调整发射和接收的相位和振幅，实现信号的矢量合成。

相比于传统的机械扫描雷达，相控阵雷达具有较高的工作效率和精度，可以实现高精度成像和目标跟踪等功能。

三、资源调度的意义和作用相控阵雷达在多任务场景下的信号处理，需要思量到各种任务的优先级和资源需求以及资源的有限性等因素。

因此，如何进行合理的资源调度，是实现雷达信号处理的关键问题。

四、任务分级和资源分配的调度策略针对相控阵雷达在多任务场景下的信号处理问题，本文提出了基于任务分级和资源分配的调度策略。

任务分级是将各种任务按照优先级和实现复杂度等指标进行分类；资源分配是依据任务的优先级和需求程度确定相应资源的分配比例。

在详尽实现中，可以接受动态优先级调度算法，依据任务的实时需求进行资源分配和动态调整。

此外，还需要思量到不同任务之间的协同与竞争干系，以及资源调度对系统性能的影响等因素。

五、仿真试验与结果分析通过对所提出的理论与方法进行仿真试验，本文验证了其有效性和可行性。

试验结果表明，所提出的方法可以满足多任务场景下雷达信号处理的要求，具有较好的应用价值和推广前景。

六、结论本文通过探究相控阵雷达的资源调度问题，提出了基于任务分级和资源分配的调度策略，以实此刻多任务场景下的雷达信号处理。

该方法具有较高的效率和可行性，可为相控阵雷达在多任务场景下的应用提供有力支持。

同时，还有待进一步深度探究和应用。

七、进一步探究方向本文提出的基于任务分级和资源分配的调度策略是一种有效的相控阵雷达信号处理方法，但目前的探究还有一些不足和可拓展的方向。

第39卷第9期 2017年9月系统工程与电子技术Systems Engineering and ElectronicsV ol. 39 No. 9September 2017文章编号：1001-506X(2017)09-1985-07 网址：www. sys-ele. com 基于混合遗传粒子群算法的相控阵雷达调度方法张浩为\谢军伟\张昭建\宗彬锋2，盛川1(1.空军工程大学防空反导学院，陕西西安710051; 2.中国人民解放军94710部队，江苏无锡214000)摘要：针对相控阵雷达中的任务调度问题，提出一种融合了粒子群算法、遗传算法和启发式交错调度算法的混合算法。

采用混沌理论优化粒子群算法的飞行参数，设计递减的动态惯性权重，以及引入遗传算法中的交叉、变异操作，使得算法能够快速收敛，并跳出局部最优实现全局最优。

在智能算法的框架下，提出一种启发式的任务交错算法，使得雷达任务中等待期的时间资源进一步得到利用。

仿真结果表明，相比于遗传算法，所提算法的收敛速度更快，结果更优；相比于传统的启发式算法，所提算法的调度成功率提升了 42%，时间利用率提升了40%，实现价值率提升了 33%，时间偏移率减少了 73%。

关键词：相控阵雷达；调度；粒子群算法；遗传算法中图分类号：TTN 954+. 2 文献标志码：A DOI：10. 3969/j.issn. 1001-506X. 2017. 09. 11Scheduling based on the hybrid genetic particle swarmalgorithm for the phased array radarZ H A N G H a o w e i1，X IE J u n w e i1，Z H A N G Z h ao jia n1，ZO N G B in fe n g2，S H E N G C h u an1(1.A i r a n d M i s s i l e D e f e n s e C o l l e g e^A i r F o r c e E n g i n e e r i n g U n i v e r s i t y ^X i y a n710051, C h i n a',2.U n i t94710o f t h e P L A,W u x i214000, C h i n a)Abstract：A hybrid algorithm,which integrates the particle swarm algorithm,the genetic algorithm and the heuristic interleaving algorithm,is proposed to solve the task scheduling problem in the phased array radar.In the proposed algorithm,the chaos theory is adopted to modulate the velocity parameters in the particle swarm algorithm,the diminishing dynamic inertia weight is designed and the crossover operation and the mutation op­eration in the genetic algorithm are introduced to enhance the efficiency and the global exploration ability of the algorithm.In addition,the heuristic interleaving algorithm is put forward under the frame of the intelligence al­gorithm.It can further utilize the time resource between the transmitting duration and receiving duration in ra­dar tasks.The simulation results demonstrate that the proposed algorithm possesses the merits of the quicker convergence and better results compared with the genetic algorithm.In addition,the proposed algorithm im­proves the successfully scheduling ratio by 42%,time utilization ratio by 40%,high value ratio by 33%,and decreases the average time shift ratio by 73%compared with the heuristic algorithm.Keywords：phased array radar；scheduling；particle swarm algorithm；genetic algorithm〇引言相控阵雷达可以在微秒量级内改变波束指向，使得其可以同时完成多种功能，如空域搜索、多目标跟踪以及导弹制导等，实现多部常规雷达的功能。

一种基于波束驻留的相控阵雷达自适应调度算法作者：张瑞雷瑛谢敏来源：《软件导刊》2016年第02期摘要摘要：针对相控阵雷达实时任务调度，结合相控阵雷达的特点，提出一种基于波束驻留的自适应调度算法。

相控阵雷达以波束驻留时间为单元进行，波束驻留时间是雷达正常工作时的不可分割的最小时间单元。

因此该算法以波束驻留时间为单元调度雷达任务，将调度算法分配到每个波驻，依据时间窗约束和优先级原则动态调度雷达任务。

通过与无时间窗调度算法的仿真比较，表明该算法可以有效提高雷达任务的调度成功率和时间利用率。

关键词关键词：波束驻留；时间窗；相控阵雷达；实时任务调度DOIDOI：10.11907/rjdk.161097中图分类号：TP312文献标识码：A文章编号文章编号：16727800（2016）0020063030引言随着相控阵技术和计算机技术的不断融合发展，以及战场威胁日益复杂，集多种功能于一身的相控阵雷达成为雷达重要的发展方向。

相控阵天线在计算机的控制下，可以在微秒量级上进行波束捷变，这就使得相控阵雷达能在搜索的同时进行多目标跟踪、制导等多种工作方式操作[1]。

传统的相控阵雷达自适应调度算法通常选取一段时间作为调度间隔，对调度间隔中雷达任务请求按照固定优先级和时间窗移动后进行排序，确定这段调度间隔中雷达任务的执行时刻。

由于一个调度间隔中往往有多个雷达任务请求，所以传统调度算法的运算量较大，给雷达系统带来了很大的计算负担。

而且在一个调度间隔内某个雷达任务执行后所获得的战场信息无法实时对本调度间隔内的后续任务执行产生作用，导致在一个调度间隔内，雷达资源调度不能及时响应战场情况，灵活性较差。

在复杂战场条件下，相控阵雷达可能面临大量目标，这就需要一种能够实时有效处理大量任务请求的调度算法。

本文提出一种基于波束驻留的自适应调度算法，可以有效提高多功能雷达实时任务调度性能。

1雷达任务模型在雷达任务调度中，雷达波束驻留任务集合表示为Rtk={Ti|i=1，2，…，n}，其中，n表示tk时刻的雷达任务数目。

基于遗传算法的部分自适应波束形成方法
晋军;王华力;刘苗
【期刊名称】《通信学报》
【年(卷),期】2006(27)12
【摘要】将一种改进的遗传算法用于星载平面阵列天线方向图的实时综合.为了使遗传算法适合实时应用,在唯相自适应阵列的基础上进一步采用了部分阵元和部分比特的自适应波束形成,以降低算法计算量,提高其收敛速度.对基于改进遗传算法的唯相阵列部分阵元自适应波束形成和部分比特自适应波束形成进行了研究.模拟实验结果表明,两种方案都能够在波束"凝视"方向满足一定增益的前提下有效抑制来自旁瓣的强干扰,而且具有比传统唯相算法更快的收敛速度.
【总页数】6页(P92-97)
【作者】晋军;王华力;刘苗
【作者单位】解放军理工大学,通信工程学院,江苏,南京,210007;解放军理工大学,通信工程学院,江苏,南京,210007;解放军理工大学,指挥自动化学院,江苏,南京,210007【正文语种】中文
【中图分类】TN821+.91
【相关文献】
1.时序递归LS方法的部分自适应波束形成 [J], 郭强
2.基于遗传算法的部分比特自适应波束形成 [J], 晋军;刘云志;程剑;王华力
3.基于遗传算法—部分协整理论的配对交易方法及应用 [J], 毕秀春;于晓雨;张曙光
4.基于遗传算法的电力系统故障诊断的解析模型与方法──第三部分:浙江电力系统EMS信息获取与测试结果 [J], 文福栓;韩祯祥;田磊;史觉玮;张怀宇
5.基于干扰不确定集重构的相干稳健自适应波束形成方法 [J], 陈鹏;王威;杨益新;马远良
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基于混合自适应遗传算法的相控阵雷达任务调度张浩为;谢军伟;张昭建;宗彬锋;陈唐军【摘要】A hybrid adaptive genetic algorithm is proposed for the task scheduling of phased array radar.An optimal scheduling model for phased array radar is established.The performance and efficiency of the algorithm are improved by optimizing the initial population by the chaostheory,adopting the selection strategy of elite reservation and mixed ranking,and designing the adaptive crossover and mutation operators.A heuristic pulse interleaving algorithm is presented based on the adaptive genetic algorithm.It could utilize the waiting period in a task to execute the transmitting period or receiving period of other task.The simulated results demonstrate that the proposed algorithm provides better results and search solutions more quickly than the geneticalgorithm.Moreover,compared with the heuristic scheduling algorithm,the proposed algorithm improves the scheduling success ratio,time utilization ratio and high value ratio,and decreases the average time shift ratio efficiently.%针对相控阵雷达任务调度NP难题,提出一种混合自适应遗传算法进行求解.在构建相控阵雷达任务调度优化模型的基础上,通过混沌理论优化初始种群,采取精英保留和混合排名的选择策略以及设计自适应的交叉、变异算子来提升算法的搜索性能;在自适应遗传算法的框架下,提出启发式脉冲交错算法,以利用雷达任务中的等待期来交错执行其他任务的发射期或接收期.仿真结果表明:相比于基于遗传算法的调度方法,改进算法的搜索效率更高、结果更优;相比于传统启发式算法,改进算法的调度成功率、时间利用率和实现价值率均得到了提升,并有效降低了时间偏移率.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2017(038)009【总页数】10页(P1761-1770)【关键词】兵器科学与技术;相控阵雷达;调度;自适应遗传算法;混沌理论;脉冲交错【作者】张浩为;谢军伟;张昭建;宗彬锋;陈唐军【作者单位】空军工程大学防空反导学院,陕西西安710051;空军工程大学防空反导学院,陕西西安710051;空军工程大学防空反导学院,陕西西安710051;94710部队,江苏无锡214000;94921部队,福建晋江362200【正文语种】中文【中图分类】TN954+.2Abstract: A hybrid adaptive genetic algorithm is proposed for the task scheduling of phased array radar. An optimal scheduling model for phased array radar is established. The performance and efficiency of the algorithm are improved by optimizing the initial population by the chaos theory, adopting the selection strategy of elite reservation and mixed ranking, and designing the adaptive crossover and mutation operators. A heuristic pulse interleaving algorithm is presented based on the adaptive genetic algorithm. It could utilize the waiting period in a task to execute the transmitting period or receiving period of other task. The simulated resultsdemonstrate that the proposed algorithm provides better results and search solutions more quickly than the genetic algorithm. Moreover, compared with the heuristic scheduling algorithm, the proposed algorithm improves the scheduling success ratio, time utilization ratio and high value ratio, and decreases the average time shift ratio efficiently.Key words: ordnance science and technology； phased array radar; scheduling; adaptive genetic algorithm; chaos theory; pulse interleaving相控阵雷达因其对时间资源的高效利用，可以实现微秒量级的波束捷变，进而同时承担搜索、跟踪和制导等多种任务。

基于遗传算法的雷达网任务分配
汪毅;郭立峰
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2006(022)022
【摘要】任务分配是雷达作战指挥的重要内容,随着空防对抗强度及难度的增加,其重要性愈加突出.结合雷达部队实际,本文根据遗传算法理论,提出一种基于遗传算法的雷达网优化开机算法.计算机仿真表明该算法收敛速度快、收敛性好,适用于处理多雷达、多目标等复杂情况.
【总页数】3页(P279-280,295)
【作者】汪毅;郭立峰
【作者单位】430033,湖北,武汉,海军工程大学;430019,湖北,武汉,空军雷达学院;430033,湖北,武汉,海军工程大学
【正文语种】中文
【中图分类】TN957
【相关文献】
1.基于改进遗传算法的雷达网反干扰对策研究 [J], 王学奎;蒋里强
2.基于免疫遗传算法的海上编队雷达网干扰规划研究 [J], 曹鑫;刘佳
3.基于改进遗传算法的雷达网优化部署方法研究 [J], 甘刚;李桂祥;左治方;朱新权
4.基于遗传算法的雷达网任务分配 [J], 汪毅;郭立峰
5.基于分配效益的雷达网任务分配仿真 [J], 尉强;刘忠;曲智国;巫勇
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改进遗传算法在雷达网目标分配中的应用
贾斌;肖兵;金宏斌
【期刊名称】《计算技术与自动化》
【年(卷),期】2008(27)4
【摘要】目标分配是雷达部队作战指挥的重要内容.遗传算法已被广泛应用于目标分配问题,但以往的遗传算法染色体是向量串的形式,因此在求解过程中容易产生大量的非可行解或不满足约束条件的解.针对此种情况,将目标分配矩阵作为染色体,在求解过程中无需编码和解码,在产生初始种群时就可限定约束条件,而且可根据具体问题设计遗传算子,使算法的求解速度和质量得到明显的改善,仿真结果证实改进后的遗传算法应用于此类问题的可行性和有效性.
【总页数】4页(P80-83)
【作者】贾斌;肖兵;金宏斌
【作者单位】空军雷达学院指挥自动化工程系,湖北武汉430019;空军雷达学院指挥自动化工程系,湖北武汉430019;空军雷达学院指挥自动化工程系,湖北武汉430019
【正文语种】中文
【中图分类】TP274.2
【相关文献】
1.改进遗传算法在防空武器目标分配中的应用研究 [J], 梁冠辉;朱元昌;邸彦强
2.改进的混合遗传算法在防空目标分配中的应用 [J], 孙媛;王毅;李季颖
3.量子遗传算法在多目标分配中的应用探讨 [J], 叶茂;章洁;
4.应用改进遗传算法解决武器目标分配问题 [J], 闫玉铎
5.应用改进遗传算法解决武器目标分配问题 [J], 闫玉铎[1]
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多功能相控阵雷达自适应调度算法研究及应用发布时间：2023-03-10T07:59:42.374Z 来源：《中国科技信息》2022年10月20期作者：崔轩[导读] 本文首先介绍了相控阵雷达的基本概念、分类、工作原理和几种典型的相控阵雷达的结构。

然后对多功能相控阵雷达的工作原理进行了分析，并对雷达系统模型提出了改进的目标函数。

在此基础上，针对多功能相控阵雷达任务调度问题，崔轩62050219820912****摘要：本文首先介绍了相控阵雷达的基本概念、分类、工作原理和几种典型的相控阵雷达的结构。

然后对多功能相控阵雷达的工作原理进行了分析，并对雷达系统模型提出了改进的目标函数。

在此基础上，针对多功能相控阵雷达任务调度问题，本文提出了一种自适应调度算法，该算法通过引入虚拟目标函数提高系统计算效率，并在此基础上利用动态时间规划技术解决时间约束问题。

最后本文以一种新形式相控阵雷达系统为例介绍了本文提出的自适应调度算法进行仿真实验。

仿真结果表明，该方法能够有效提高多功能相控阵雷达系统的任务运行效率和可靠性。

希望对相关的从业人员有一定的参考。

关键词：多功能；相控雷达；自适应调度引言：相控阵雷达是一种重要的电子对抗装备，它具有体制简单、波束灵活、抗干扰能力强等特点，被广泛应用于各种军事领域。

多功能相控阵雷达通过发射电磁波对目标进行跟踪，并根据跟踪信息对目标进行识别从而实现对目标的跟踪，其天线阵面由不同的子阵元组成。

通常，多功能相控阵雷达是指具有多种功能的相控阵雷达系统，可在一定程度上提高雷达系统的效能和生存能力。

但是作为一种典型的多功能相控阵雷达来说，其工作过程具有强噪声、非平稳性等特点。

所以如何提高天线阵面上多功能相控阵雷达系统的工作效率，对提高多功能相控阵雷达系统性能具有重要意义。

针对这个问题，本文以一种新形式相控阵雷达为例提出了一种基于自适应调度算法的优化调度方法，并将该算法应用于雷达站网设计中，最终实现了提高相控阵雷达性能和资源利用率以及降低能耗等目标。