Détermination de stratégies de gestion dynamique optimale pour un radar à balayage électronique

Détermination de stratégies de gestion dynamique optimale pour un radar à balayage électronique

Determination of optimal dynamic management strategies for phased array radars

E. Duflos M. de Vilmorin  P. Vanheeghe 

Institut Supérieur d’Électronique du Nord Département Signaux et Systèmes, 41 boulevard VAUBAN 59046 Lille Cedex - FRANCE

LAIL - CNRS UPRESA 8021 École Centrale de Lille - Cité Scientifique - BP 48 59651 Villeneuve d’Ascq Cedex - FRANCE

Page: 
59-73
|
Received: 
23 January 2001
|
Accepted: 
N/A
|
Published: 
30 June 2002
| Citation

OPEN ACCESS

Abstract: 

This work is a contribution to the optimal sensors management problem. The sensors considered in this paper are phased array radars. The authors aim at showing that the modelling of the detection probability of a target with respect to the observation time of that target and the determination of a criterion measuring the quality of the detection in a multitarget environment, allows to derive time managements of the sensor, the performances of which can be analytically or numerically determined. These strategies are derived in a monosensor – monotarget environment and in a monosensor – multitarget environment. The optimal management of the detection function of a sensor being not specific to the radar, this work is a part of a main study which takes aim at determining optimal sensors management for a multisensor system (radar and infrared) in a multitarget environment.

Résumé

Le problème abordé est celui de la gestion dynamique optimale d’un radar à balayage électronique. Notre but est de montrer que la modélisation de la probabilité de détection d’une cible en fonction du temps d’observation de celle-ci, ainsi que l’écriture de critères permettant de quantifier la qualité de détection d’un ensemble de cibles, permet de définir des stratégies de gestion temporelle du capteur. Ces stratégies sont déterminées en environnement monocapteur – monocible et monocapteur – multicible. Nous verrons que les performances de ces stratégies peuvent être déterminées de façon analytique ou numérique. Le problème de la gestion optimale de la fonction de détection d’un capteur n’étant pas spécifique au radar, ce travail s’intègre dans une étude plus large dont le but est de déterminer des stratégies de gestion optimales pour un système multicapteur (radar et infrarouge) en environnement multicible.

Keywords: 

Radar, sensors management, modelling

Mots clés

Radar, gestion de capteurs, modélisation

1. Introduction
2. Modélisation Des Probabilités De Détection Élémentaires
3. Optimisation De La Probabilité De Détection D’une Cible
4. Répartition Optimale Du Temps En Environnement Monocapteur Pour Une Scène Donnée
5. Commentaires
6. Conclusion
7. Remerciements
  References

[1] E. R. Billam. Design and performance considerations in modern phased array radar. Proceedings of IEE 1982 International Radar Conference, pages 15-19, 1982.

[2] E. R. Billam. The optimization of beam position separation in phased array radar. Proceedings of First International Radar Conference, pages 878-882, 1986.

[3] S. Blackmann and R. Popoli. Design and Analysis of Modern Tracking Systems. Artech House, 1999.

[4] P. L. Bogler. Radar Principles with Application to Tracking Systems. John Wiley and Sons, 1990.

[5] J. P. Le Cadre and G. Souris. Searching tracks. IEEE Transaction on Aerospace and Electronic Systems, AES-34(4) :1149-1166, October 2000.

[6] R. A. Dana and D. Moriatis. Probability of detecting a swerling i target on two correlated observations. IEEE Transaction on Aerospace and Electronic Systems, AES-17 : 727-730, September 1981.

[7] J. Darricau. Physique et Théorie du Radar - Tome 1. Sodipe, 1973.

[8] J. Darricau. Physique et Théorie du Radar - Tome 2. Sodipe, 1973.

[9] M. de Vilmorin, E. Duflos, M. Prenat, and P. Vanheeghe. Optimal sensor management strategies based on the modeling of detection functions. Proceedings of IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics, pages 2327-2332, October 2000.

[10] G. V. Trunk et al. Phased array parameter optimization for low altitude targets. Proceedings of IEEE 1995 International Radar Conference, pages 196-200, 1995.

[11] J. B. Hiriart-Urruty. L’optimisation. Que sais-je ?, (3184) : 318-329, 1996.

[12] L. A. Klein. Millimeter-Wave and Infrared Multisensor Design and Signal Processing.Artech House, 1997.

[13] B. Koopman. The theory of search : Part II, target detection, volume 4. Operations research, 1956.

[14] B. Koopman. The theory of search : Part III, the optimum distribution of searching effort, volume 5. Operations research, 1957.

[15] J. I. Marcum. Studies of target detection by a pulsed radar : Mathematical appendix. IRE Transaction on Information Theory, IT-6:145-268, 1960.

[16] G. Souris and J. P. Le Cadre.Un panorama des méthodes d’optimisation de l’effort de recherche en détection. Traitement du Signal, 16(6) : 403-424, 1999.

[17] G.W. Stimson. Introduction of Airbone Radar.Scitech Publisher Inc, 1998.

[18] P. Swerling. Probability of detecting fluctuating targets. IRE Transaction on Information Theory, IT-6, 1960.

[19] P. Swerling. More on detection of fluctuating targets. IEEE Transaction on Information Theory, IT-11, 1965.