用于相控阵边坡雷达天线阵列布局优化的模拟训练系统的制作方法

allin2025-12-26  24


本发明涉及相控阵边坡雷达,具体为用于相控阵边坡雷达天线阵列布局优化的模拟训练系统。


背景技术:

1、相控阵雷达即相位控制电子扫描阵列雷达,其快速而精确转换波束的能力使雷达能够在1min内完成全空域的扫描。所谓相控车雷达是由大量相同的辐射单元组成的雷达面阵,每个辐射单元在相位和幅度上独立受波控和移相器控制,能得到精确可预测的辐射方向图和波束指向,雷达工作时发射机通过馈线网络将功率分配到每个天线单元,通过大量独立的天线单元将能量辐射出去并在空间进行功率合成,形成需要的波束指向。

2、现有的相控阵边坡雷达天线在安装使用时需要进行阵列布局排列安装,在完成阵列布局安装后利用模拟训练系统进行优化升级,然而现有的相控阵边坡雷达天线阵列布局所用的模拟训练系统的模拟训练方式较为单一,并没有进行在多因素条件影响下对相控阵边坡雷达天线的使用效果进行模拟训练,进而可能使得在实际的工作环境运行下无法保障正常的使用,使得隐患一直存在。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供用于相控阵边坡雷达天线阵列布局优化的模拟训练系统,以解决上述背景技术中提出的现有的相控阵边坡雷达天线在安装使用时需要进行阵列布局排列安装,在完成阵列布局安装后利用模拟训练系统进行优化升级,然而现有的相控阵边坡雷达天线阵列布局所用的模拟训练系统的模拟训练方式较为单一,并没有进行在多因素条件影响下对相控阵边坡雷达天线的使用效果进行模拟训练,进而可能使得在实际的工作环境运行下无法保障正常的使用,使得隐患一直存在的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:用于相控阵边坡雷达天线阵列布局优化的模拟训练系统,包括以下内容:

3、模拟训练系统、相控阵边坡雷达、天线阵列模块、信号处理模块、显示模块、初始化模块、模拟训练目标设定模块、各因素模拟训练模块、模拟信号发射模块、模拟数据信号接收模块、数据信号接收评估模块和阵列布局优化模块,所述模拟训练系统与相控阵边坡雷达双向连接,所述相控阵边坡雷达的输出端与天线阵列模块的输入端单向连接,所述模拟训练系统与信号处理模块双向连接,所述模拟训练系统与显示模块双向连接,所述模拟训练系统与显示模块双向连接,所述模拟训练系统与初始化模块双向连接,所述相控阵边坡雷达与初始化模块双向连接,所述初始化模块的输出端与模拟训练目标设定模块的输出端与各因素模拟训练模块的输入端单向连接,所述各因素模拟训练模块的输出端与模拟信号发射模块的输入端单向连接,所述模拟信号发射模块的输出端与模拟数据信号接收模块的输入端单向连接,所述模拟数据信号接收模块的输出端与数据信号接收评估模块的输入端单向连接,所述数据信号接收评估模块的输出端与阵列布局优化模块的输入端单向连接,所述相控阵边坡雷达的输出端与模拟数据信号接收模块的输入端单向连接,所述阵列布局优化模块的输出端与各因素模拟训练模块的输入端单向连接;

4、所述相控阵边坡雷达用于利用相控阵雷达即相位控制电子扫描阵列雷达,进而快速且精确转换波束的能力使雷达能够在1min内完成全空域的扫描;

5、所述天线阵列模块用于对相控阵边坡雷达所使用的多个天线进行阵列布局多种安装模式,以此配合使用;

6、所述信号处理模块用于对相控阵边坡雷达使用时以及模拟训练时运行产生的实时信号数据做出处理;

7、所述显示模块用于在经过信号处理模块完成信号处理后,将处理后的相控阵边坡雷达检测到的信号数据以及模拟训练信号数据进行显示;

8、所述初始化模块用于在进行模拟训练工作时将模拟训练系统进行模拟初始化设定;

9、所述模拟训练目标设定模块用于在进行模拟训练时进行设定模拟训练所需达到的目标;

10、所述各因素模拟训练模块用于在距离、表面状态、介电常数、蒸汽、天线尺寸、天线表面灰尘附着量以及各天气环境影响下进行多次模拟训练;

11、所述模拟信号发射模块用于利用模拟信号发射器进行发射模拟信号,以便于进行模拟训练;

12、所述模拟信号接收模块用于接收相控阵边坡雷达检测到的信号;

13、所述数据信号接收评估模块用于对接收相控阵边坡雷达检测到的信号与发射出的信号进行对比评估,之后根据最初设定目标进行对比是否达标;

14、所述阵列布局优化模块用于对天线的阵列布局完成优化升级。

15、作为本发明的一种优选方案:所述天线阵列模块包括机械扫描单元和电子扫描单元,所述天线阵列模块的输出端与机械扫描单元的输入端单向连接,所述天线阵列模块的输出端与电子扫描单元的输入端单向连接;

16、所述机械扫描单元用于通过物理旋转或摆动天线来改变辐射或接收能量的方向;

17、所述电子扫描单元用于通过控制阵列天线的相位和幅度来改变辐射或接收能量的方向,而无需物理运动。

18、作为本发明的一种优选方案:信号处理模块包括目标探测单元、参数估计单元、目标跟踪单元和目标信号辨别单元,所述信号处理模块的输出端与目标探测单元的输入端单向连接,所述信号处理模块的输出端与参数估计单元的输入端单向连接,所述信号处理模块的输出端与目标跟踪单元的输入端单向连接,所述信号处理模块的输出端与目标信号辨别单元的输入端单向连接;

19、所述目标探测单元用于对相控阵边坡雷达使用时以及模拟训练时运行产生的实时信号数据进行探测工作;

20、所述参数估计单元用于对探测出的信号数据的相关参数进行估计,以便于后续传输到现实;

21、所述目标跟踪单元用于对信号目标进行跟踪工作;

22、所述目标信号辨别单元用于对跟踪到的目标信号进行辨别工作。

23、作为本发明的一种优选方案:所述模拟训练目标设定模块包括训练设定单元和数据管理单元,所述模拟训练目标设定模块的输出端与训练设定单元的输入端单向连接,所述模拟训练目标设定模块的输出端与数据管理单元的输入端单向连接;

24、所述训练设定单元用于在进行模拟训练前进行设定预达成目标;

25、所述数据管理单元用于对设定的预达成目标以及初始数据信息进行管理存储。

26、作为本发明的一种优选方案:所述模拟信号发射模块用于控制模拟信号发射器进行运行发射信号。

27、作为本发明的一种优选方案:所述数据信号接收评估模块包括汇总单元、评估单元、打分单元和评定单元,所述数据信号接收评估模块的输出端与汇总单元的输入端单向连接,所述数据信号接收评估模块的输出端与评估单元的输入端单向连接,所述数据信号接收评估模块的输出端与打分单元的输入端单向连接,所述数据信号接收评估模块的输出端与评定单元的输入端单向连接;

28、所述汇总单元用于接收到相控阵边坡雷达检测的信号情况进行汇总处理;

29、所述评估单元用于对汇总单元汇总的信号情况进行评估工作;

30、所述打分单元用于在经过评估单元对信号完成评估后,根据评估状况进行打分;

31、所述评定单元用于在经过打分单元对信号打分后下达最终的评定结果,然后根据最初的设定目标进行对比。

32、作为本发明的一种优选方案:阵列布局优化模块包括整体检测单元、缺陷确定单元、优化升级单元和阵列布局单元,所述阵列布局优化模块的输出端与整体检测单元的输入端单向连接,所述阵列布局优化模块的输出端与缺陷确定单元的输入端单向连接,所述阵列布局优化模块的输出端与优化升级单元的输入端单向连接,所述阵列布局优化模块的输出端与阵列布局单元的输入端单向连接;

33、所述整体检测单元用于对天线阵列布局的整体进行检测工作;

34、所述缺陷确定单元用于对天线阵列布局整体内的缺陷进行检测确定;

35、所述优化升级单元用于在确定天线阵列布局整体的缺陷后,利用优化算法对天线阵列布局完成优化升级;

36、所述阵列布局单元用于在经过优化升级单元进行优化升级后给出多种优化升级后的阵列布局方式,然后重新进行布局安装。

37、作为本发明的一种优选方案:显示模块包括显示器、显示控制单元和数据接收处理单元,所述显示模块的输出端与数据接收处理单元的输入端单向连接,所述显示模块的输出端与显示控制单元的输入端单向连接,所述显示模块的输出端与显示器的输入端单向连接;

38、所述数据接收处理单元用于接收到信号处理模块处理后的信号数据进行接收;

39、所述显示控制单元用于通过数据接收处理单元接收处理后的信号数据进行控制显示器运行;

40、所述显示器用于进行显示对相控阵边坡雷达使用时以及模拟训练时运行产生的实时信号数据运行状况进行显示。

41、与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明通过加入了模拟训练目标设定模块,能够在进行模拟训练时进行设定模拟训练所需达到的目标,进而对模拟训练设定恒定标准;通过加入了各因素模拟训练模块,能够使得相控阵边坡雷达天线完成阵列布局后在距离、表面状态、介电常数、蒸汽、天线尺寸、天线表面灰尘附着量以及各天气环境影响下进行多次模拟训练,进而能够增加模拟训练的多样性;通过加入了数据信号接收评估模块,能够对接收相控阵边坡雷达检测到的信号与发射出的信号进行对比评估,之后根据最初设定目标进行对比是否达标;通过加入了阵列布局优化模块,能够对天线的阵列布局完成优化升级;进而通过在对天线阵列布局重复进行多次模拟训练后完成评估、优化升级等工作,以此能够及时发现并去除其中的隐患,进而保障了在各因素下的正常运行。


技术特征:

1.用于相控阵边坡雷达天线阵列布局优化的模拟训练系统,其特征在于,包括以下内容:

2.根据权利要求1所述的用于相控阵边坡雷达天线阵列布局优化的模拟训练系统,其特征在于:天线阵列模块包括机械扫描单元和电子扫描单元,所述天线阵列模块的输出端与机械扫描单元的输入端单向连接,所述天线阵列模块的输出端与电子扫描单元的输入端单向连接;

3.根据权利要求2所述的用于相控阵边坡雷达天线阵列布局优化的模拟训练系统,其特征在于:信号处理模块包括目标探测单元、参数估计单元、目标跟踪单元和目标信号辨别单元,所述信号处理模块的输出端与目标探测单元的输入端单向连接,所述信号处理模块的输出端与参数估计单元的输入端单向连接,所述信号处理模块的输出端与目标跟踪单元的输入端单向连接,所述信号处理模块的输出端与目标信号辨别单元的输入端单向连接;

4.根据权利要求3所述的用于相控阵边坡雷达天线阵列布局优化的模拟训练系统,其特征在于:模拟训练目标设定模块包括训练设定单元和数据管理单元,所述模拟训练目标设定模块的输出端与训练设定单元的输入端单向连接,所述模拟训练目标设定模块的输出端与数据管理单元的输入端单向连接;

5.根据权利要求4所述的用于相控阵边坡雷达天线阵列布局优化的模拟训练系统,其特征在于:所述模拟信号发射模块用于控制模拟信号发射器进行运行发射信号。

6.根据权利要求5所述的用于相控阵边坡雷达天线阵列布局优化的模拟训练系统,其特征在于:数据信号接收评估模块包括汇总单元、评估单元、打分单元和评定单元,所述数据信号接收评估模块的输出端与汇总单元的输入端单向连接,所述数据信号接收评估模块的输出端与评估单元的输入端单向连接,所述数据信号接收评估模块的输出端与打分单元的输入端单向连接,所述数据信号接收评估模块的输出端与评定单元的输入端单向连接;

7.根据权利要求6所述的用于相控阵边坡雷达天线阵列布局优化的模拟训练系统,其特征在于:阵列布局优化模块包括整体检测单元、缺陷确定单元、优化升级单元和阵列布局单元,所述阵列布局优化模块的输出端与整体检测单元的输入端单向连接,所述阵列布局优化模块的输出端与缺陷确定单元的输入端单向连接,所述阵列布局优化模块的输出端与优化升级单元的输入端单向连接,所述阵列布局优化模块的输出端与阵列布局单元的输入端单向连接;

8.根据权利要求7所述的用于相控阵边坡雷达天线阵列布局优化的模拟训练系统,其特征在于:显示模块包括显示器、显示控制单元和数据接收处理单元,所述显示模块的输出端与数据接收处理单元的输入端单向连接,所述显示模块的输出端与显示控制单元的输入端单向连接,所述显示模块的输出端与显示器的输入端单向连接;


技术总结
本发明公开了用于相控阵边坡雷达天线阵列布局优化的模拟训练系统,与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明通过加入了模拟训练目标设定模块,能够在进行模拟训练时进行设定模拟训练所需达到的目标,进而对模拟训练设定恒定标准;通过加入了各因素模拟训练模块,能够使得相控阵边坡雷达天线完成阵列布局后在距离、表面状态、介电常数、蒸汽、天线尺寸、天线表面灰尘附着量以及各天气环境影响下进行多次模拟训练,进而能够增加模拟训练的多样性;通过加入了数据信号接收评估模块,能够对接收相控阵边坡雷达检测到的信号与发射出的信号进行对比评估,之后根据最初设定目标进行对比是否达标;通过加入了阵列布局优化模块。

技术研发人员:刘德权,张曙红,郭小帅
受保护的技术使用者:邦芯(山西)数字矿山科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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