Bangos formos optimizavimo problema radaro ryšio sistemoje

Sparčiai didėjant prijungtų įrenginių skaičiui ir didėjant belaidžio spektro paklausai, būtina integruoti daug radijo dažnių funkcijų tokiose platformose kaip lėktuvai ir laivai, pvz., radarai, duomenų ryšiai ir elektroninės karo sistemos. Sukūrus dviejų funkcijų radaro ryšio sistemą, galima dalytis spektru toje pačioje aparatinės įrangos platformoje ir palaikyti tuo pačiu metu taikinio aptikimą bei belaidį ryšį. Subalansavus radaro ir ryšio našumą, galima sukurti dviejų funkcijų radaro ryšio sistemą, kuri yra perspektyvi technologija.

Bangos formos projektavimas yra viena iš pagrindinių radaro ryšio sistemų užduočių. Gera bangos forma turi užtikrinti veiksmingą objekto aptikimą ir duomenų perdavimą. Kuriant bangos formas reikia atsižvelgti į daugelį veiksnių, pvz., signalo ir triukšmo santykį, taikinio Doplerio efektą, kelių takų efektą ir kt. Tuo tarpu dėl skirtingų radaro ir ryšio darbo režimų bangos forma turi būti tokia. patenkinti abiejų poreikius.

Šiuo metu nėra nustatyto fiksuoto projektavimo metodo, leidžiančio optimaliai sukurti dviejų funkcijų radarų ryšio sistemų bangos formą, kuri turi būti pagrįsta konkrečiais taikymo scenarijais ir reikalavimais. Štai keletas galimų projektavimo būdų:

1. Projektavimas, pagrįstas optimizavimo teorija: nustatant matematinį našumo rodiklių modelį (tokių kaip aptikimo našumas, ryšio greitis ir kt.), o tada naudojant optimizavimo algoritmus (pvz., gradiento nusileidimas, genetinis algoritmas ir kt.) bangos formai rasti kuris maksimaliai padidina veiklos rodiklius. Šis metodas reikalauja tikslių tikslinių modelių ir veiksmingų optimizavimo algoritmų, todėl susiduriama su daugybe iššūkių.

Pirma, radaro ir ryšio reikalavimai gali prieštarauti vienas kitam, todėl sunku rasti bangos formą, kuri atitiktų abu vienu metu. Antra, tikroji radaro ir ryšio aplinka gali skirtis nuo modelio, o tai gali lemti prastą suprojektuotos bangos formos veikimą praktiškai. Galiausiai optimizuojant algoritmus gali prireikti daug skaičiavimo išteklių, o tai gali apriboti jų taikymą praktinėse sistemose.

2. Mašininiu mokymusi pagrįstas dizainas: mašininio mokymosi algoritmų naudojimas norint išmokti optimalią bangos formą per didelį mokymo duomenų kiekį. Šis metodas gali susidoroti su sudėtingomis aplinkomis ir neapibrėžtumu, tačiau jam reikia daug duomenų ir skaičiavimo išteklių.

3. Patirtimi pagrįstas projektavimas: remiantis esamų radarų ir ryšių sistemų patirtimi, suprojektuokite bangų formas bandymų ir klaidų būdu. Šis metodas yra paprastas ir įmanomas, tačiau gali nepavykti rasti optimalaus sprendimo.

Pirmiau minėti projektavimo metodai turi savo privalumų ir trūkumų, o tikram projektavimui gali prireikti derinti kelis metodus. Be to, dėl galimų radaro ir ryšio reikalavimų prieštaravimų projektavimo procese taip pat reikia spręsti šiuos konfliktus. Pavyzdžiui, skirtingus reikalavimus galima patenkinti subalansavus aptikimo našumą ir ryšio greitį arba sukūrus bangos formą, kurią galima dinamiškai reguliuoti.