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Optimal Deployment Analysis of Airborne Radars Detecting Stealth Target Using UAV Swarms
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1745k
资源说明：### 空中雷达最优部署分析用于检测隐身目标利用无人机群
#### 摘要与研究背景
本文探讨了利用装备有主动与被动雷达的无人机群（UAV Swarm）进行空中雷达网络部署来检测方向性隐身目标的问题。雷达部署对于空中雷达网络性能至关重要。高效的部署不仅需要良好的探测性能，还需要考虑能源消耗。文中着重分析了采用多个移动自适应前向接收器的双基地雷达（BRs）在扩展动态探测范围和覆盖区域方面的作用。
基于计算得到的隐身目标双基地雷达散射截面（RCS）和卡西尼卵形传感区域，研究确定了最优几何结构，并引入了多目标优化模型。此外，还识别出许多关键约束条件。为了寻找最优部署方案，文中应用了网格分割方法和狼群算法（WPA）。特别地，本研究关注的是如何在一个监控区域内部署一个由双基地雷达组成的空中网络，以最大化最坏情况下的入侵探测能力和主动雷达的脆弱性。
#### 关键词解析
- **雷达部署**：指雷达系统在地理空间中的布局和配置方式。
- **隐身目标**：指设计为减少雷达反射截面的目标，使其难以被雷达探测到。
- **双基地雷达**：一种雷达系统，发射机和接收机位于不同位置，可以扩大探测范围并改善对低RCS目标的探测能力。
- **多目标优化**：处理同时优化多个相互冲突目标的问题的技术。
- **狼群算法（WPA）**：一种启发式优化算法，模拟自然界中狼群的捕猎行为。
#### 引言
近年来，联网雷达系统因其有效范围、覆盖面积以及对低RCS目标的探测能力而备受关注。联网雷达系统面临的一个常见问题是不同几何布局下雷达的早期隐身目标探测。被动雷达接收器是填补联网雷达系统盲区的有效途径。目前的研究领域之一是将这一理论应用于空中平台。公开出版物中的理论分析表明，将其应用于移动平台是可行的。被动相干定位（PCL）系统的进展促使了其在移动平台上的应用。
#### 主要内容概述
1. **隐身目标的双基地雷达散射截面计算**：通过对隐身目标的双基地雷达散射截面进行计算，评估不同角度和距离下隐身目标的可探测性。
2. **卡西尼卵形传感区域分析**：通过分析卡西尼卵形传感区域来优化雷达探测区域的设计，提高整体探测效率。
3. **多目标优化模型建立**：建立多目标优化模型，考虑包括探测性能、能源消耗在内的多个指标，以寻求最佳解决方案。
4. **约束条件的识别**：识别并分析雷达部署过程中可能遇到的各种约束条件，如地理限制、资源分配等。
5. **网格分割方法与狼群算法的应用**：利用网格分割方法和狼群算法搜索最优雷达部署方案，以实现最大化的探测能力和最小化主动雷达的脆弱性。
6. **仿真验证**：通过仿真实验验证所提出的算法的有效性和实用性。
#### 结论与展望
本研究为利用无人机群进行隐身目标跟踪提供了有价值的实用见解。通过采用双基地雷达、被动雷达技术和先进的优化算法，实现了雷达网络的有效部署。未来的研究可以进一步探索在更复杂环境下的应用，例如对抗性强的战场环境中，以及结合人工智能技术提升雷达系统的智能化水平。
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