CN106597399B - 一种相控阵系统的测评系统及性能测试方法 - Google Patents
一种相控阵系统的测评系统及性能测试方法 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种相控阵系统的测评系统及性能测试方法,所述测评系统包括:第一塔台,设置在放置面的第一位置;第二塔台,设置在所述放置面的与所述第一位置不同的第二位置,所述第一位置与所述第二位置相距一预设距离值;辐射天线,架设在所述第一塔台的顶部;二次雷达应答模拟器,设置在与所述第一位置相邻的第三位置上,并通过连接线将与所述辐射天线连接;转台,设置在所述第二塔台的顶部,用于承载模拟装机环境测试机,其中,所述模拟装机环境测试机中设置有相控阵系统以及信号处理设备;测试仪,通过所述转台的控制线与所述转台连接。
Description
技术领域
本发明涉及雷达技术领域,特别涉及一种相控阵系统的测评系统及性能测试方法。
背景技术
由于相控阵天线具有波束快速电扫,波束形状捷变、天线与飞机平台共形、多波束形成等优点,近年来得到快速发展,特别是在机载二次雷达领域逐步运用。相控阵天线一般与波束控制器组成相控阵系统,然后与后端接收/信号处理设备配合使用,连接框图如图1所示。在具体使用过程中,通常利用相控阵系统的∑/△(和/差)方向图的幅度相位特性制作OBA表(Off-Boresight Angle),从而在一次询问/应答过程中便能测出目标所在角度,其中,相控阵天线在空间形成的∑/△方向图如图2所示。
一般相控阵系统在进行装机试飞之前,需要对∑/△方向图进行测试,并生成OBA表下载到接收/信号处理设备中,需要完成单脉冲测角性能评估,以及完成波束调度、方位覆盖、角度分辨力等系统性能评估。
目前机载二次雷达相控阵系统的性能评估在微波暗室进行,如图3所示,相控阵天线和波束控制器安装在转台上,由电源对波束控制器进行供电,计算机对波束控制器进行控制。方向图测试系统通过辐射天线向相控阵系统辐射信号,波束控制器将接收到的∑/△信号送方向图测试系统,由方向图测试系统根据转台角度和∑/△信号即可绘制出∑/△方向图。
但是相控阵系统通常受装机环境影响较大,装机后∑/△方向图与微波暗室测试的∑/△方向图有一定的差异,如果∑/△方向图差异不加以修正,将对单脉冲测角等产生一定影响。因此需要将相控阵天线装入模拟装机环境进行测试,但是微波暗室较小,转台承受重量不足,无法将体积大、重量重的装机环境模型安装到微波暗室的转台上进行测试。
可见,现有技术中的相控阵测试系统存在无法在模拟装机环境下进行系统测试的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供一种相控阵系统的测评系统及性能测试方法,用于解决现有技术中的相控阵测试系统存在无法在模拟装机环境下进行系统测试的技术问题,实现提供一种能够获取与相控阵系统真实装机环境基本一致的测试数据的技术效果。
本申请实施例第一方面提供了一种相控阵系统的测评系统,包括:
第一塔台,设置在放置面的第一位置;
第二塔台,设置在所述放置面的与所述第一位置不同的第二位置,所述第一位置与所述第二位置相距一预设距离值;
辐射天线,架设在所述第一塔台的顶部;
二次雷达应答模拟器,设置在与所述第一位置相邻的第三位置上,并通过连接线将与所述辐射天线连接;
转台,设置在所述第二塔台的顶部,用于承载模拟装机环境测试机,其中,所述模拟装机环境测试机中设置有相控阵系统以及信号处理设备;
测试仪,通过所述转台的控制线与所述转台连接。
可选的,所述转台还包括转台汇流环,用于将所述信号处理设备的设备电缆通过所述转台汇流环后连接至所述测试仪。
可选的,所述测试仪包括转台控制接口、接收/信号处理接口、测试逻辑与信号处理模块、数据库以及显示与操作界面,其中,所述转台控制接口用于与所述转台进行通信,所述接收/信号处理接口负责用于与所述信号处理设备进行通信,所述测试逻辑与信号处理模块用于根据用户在所述显示与操作界面上的操作产生测试逻辑,并通过所述转台控制接口及所述接收/信号处理接口控制所述转台和所述信号处理设备,完成对所述相控阵系统的性能测试,并将测试数据存储在数据库中以及显示在所述显示与操作界面上。
可选的,所述系统还包括支架,设置在所述第一塔台的顶部,用于架设所述辐射天线。
本申请实施例第二方面提供了一种相控阵系统的性能测试方法,应用于如第一方面所述的测评系统中,包括:
测试仪发送第一启动指令至信号处理设备;
所述信号处理设备在接收到所述第一启动指令后,向相控阵系统发送第一询问信号;
二次雷达应答模拟器在接收到所述第一询问信号后发射第一应答信号;
所述相控阵系统在接收到所述第一应答信号后,将所述第一应答信号转换为第一∑/△信号,并将所述第一∑/△信号发送至所述信号处理设备;
所述信号处理设备获取所述第一∑/△信号的第一幅度值及第一相位值,并将所述第一幅度值及所述第一相位值发送至所述测试仪,以使所述测试仪基于当前测试角度、所述第一幅度值及所述第一相位值,获取所述相控阵系统的性能参数。
可选的,所述性能参数包括∑/△方向图和/或波束调度性能参数和/或方位覆盖性能参数和/或角度分辨力性能参数。
可选的,在所述测试仪发送第一启动指令至信号处理设备之前,所述方法还包括:
所述测试仪发送第一波束调度指令至信号处理设备,其中,所述第一波束调度指令用于控制所述询问信号的波束方向;
所述信号处理设备通过所述相控阵系统,将所述波束方向调整至与所述第一波束调度指令对应的第一波束方向;
所述测试仪发送第一转台调度指令至转台,以使所述转台将当前测试角度调整至于所述第一转台调度指令对应的第一角度。
可选的,在所述信号处理设备获取所述∑/△信号的幅度值及相位值,并将所述幅度值及所述相位值发送至所述测试仪之后,所述方法还包括:
所述测试仪在接收到所述第一幅度值及所述第一相位值后,发送第二转台调度指令至所述转台,以使所述转台将所述当前测试角度由所述第一角度调整至与所述第二转台调度指令对应的第二角度。
可选的,在所述发送第二转台调度指令至所述转台之后,所述方法还包括:
所述测试仪发送第二启动指令至所述信号处理设备;
所述信号处理设备在接收到所述第二启动指令后,向所述相控阵系统发送第二询问信号;
所述二次雷达应答模拟器在接收到所述第二询问信号后发射第二应答信号;
所述相控阵系统在接收到所述第二应答信号后,将所述第二应答信号转换为第二∑/△信号,并将所述第二∑/△信号发送至所述信号处理设备;
所述信号处理设备获取所述第二∑/△信号的第二幅度值及第二相位值,并将所述第二幅度值及所述第二相位值发送至所述测试仪。
可选的,在所述信号处理设备获取所述第二∑/△信号的第二幅度值及第二相位值,并将所述第二幅度值及所述第二相位值发送至所述测试仪之后,所述方法还包括:
当所述测试仪接收到所述转台在至少两个个不同角度的对应的至少两个个幅度值及至少两个相位值之后,所述测试仪判断所述当前测试角度与所述第一角度的差值是否满足预设阈值;
在为是时,所述测试仪基于所述至少两个幅度值以及所述至少两个相位值,确定所述相控阵系统在所述第一波束方向的∑/△方向图;
在为否时,所述测试仪发送至少一个第三启动指令至所述信号处理设备,以使所述信号处理设备获取至少一个第三∑/△信号的第三幅度值及第三相位值,直至所述测试仪判断所述差值满足所述预设阈值;所述测试仪基于所述至少两个幅度值、所述至少两个相位值、所述至少一个第三幅度值以及所述至少一个第三相位值,确定所述相控阵系统在所述第一波束方向的∑/△方向图。
可选的,在所述第一角度为与辐射天线方向的夹角为A度,所述第一波束方向与所述转台的法向的第一夹角为B度时,在所述测试仪基于所述至少两个幅度值及所述至少两个相位值,确定所述相控阵系统在所述第一波束方向的∑/△方向图之后,所述方法还包括:
所述信号处理设备从所述∑/△方向图中获取所述第一波束方向与所述辐射天线方向的第二夹角;
所述信号处理设备获取所述第一夹角与所述第二夹角的和值;
所述信号处理设备将所述和值发送至所述测试仪;
在所述测试仪获取多组和值之后,所述测试仪基于所述多组和值及所述第一角度,获取所述相控阵系统的单脉冲测角性能值。
可选的,在所述第一角度为与辐射天线方向的夹角为0度,所述第一波束方向为与所述辐射天线方向的夹角为C度时,在所述测试仪基于所述至少两个幅度值及所述至少两个相位值,确定所述相控阵系统在所述第一波束方向的∑/△方向图之后,所述方法还包括:
所述测试仪从所述∑/△方向图中获取所述∑/△方向图指向角度,其中,所述∑/△方向图指向角度为差波束零深角度;
所述测试仪判断所述∑/△方向图指向角度是否等于C度;
在为是时,所述测试仪确定所述相控阵系统的波束调度性能正确。
可选的,在所述第一角度为与辐射天线方向的夹角为0度,所述第一波束方向为与所述辐射天线方向的夹角为方位覆盖要求的最小值-d度时,在所述测试仪基于所述至少两个幅度值及所述至少两个相位值,确定所述相控阵系统在所述第一波束方向的∑/△方向图之后,所述方法还包括:
所述测试仪从所述∑/△方向图中获取所述∑/△方向图指向角度,其中,所述∑/△方向图指向角度为差波束零深角度;
所述测试仪判断所述∑/△方向图指向角度是否等于-d度;
在为是时,所述测试仪确定所述相控阵系统的波束能覆盖所述最小值;
所述测试仪控制所述第一波束方向调整为所述方位覆盖要求的最大值e度,并将所述转台旋转一周,获取所述相控阵系统在所述当前波束方向下的∑/△方向图;
所述测试仪判断所述当前波束方向下的∑/△方向图指向角度是否等于e度;
在为是时,所述测试仪确定所述相控阵系统的方位覆盖性能满足所述方位覆盖要求。
可选的,在所述第一角度为与辐射天线方向的夹角为0度,所述第一波束方向为与所述辐射天线方向的夹角为C度时,在所述测试仪基于所述至少两个幅度值及所述至少两个相位值,确定所述相控阵系统在所述第一波束方向的∑/△方向图之后,所述方法还包括:
所述测试仪从所述∑/△方向图中获取和波束与差波束在纵坐标左边的满足预设条件下的第一角度值,其中,所述预设条件为所述和波束与所述差波束的幅度差值为预设分贝值;
所述测试仪从所述∑/△方向图中获取和波束与差波束在纵坐标右边的满足所述预设条件下的第二角度值;
所述测试仪获取所述第一角度值与所述第二角度值的角度差值;
所述测试仪判断所述角度差值是否满足预设阈值;
在为是时,所述测试仪确定所述相控阵系统的角度分辨力满足要求。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案,至少具有如下一种或多种技术效果:
一、由于本申请实施例中的技术方案,采用第一塔台,设置在放置面的第一位置;第二塔台,设置在所述放置面的与所述第一位置不同的第二位置,所述第一位置与所述第二位置相距一预设距离值;辐射天线,架设在所述第一塔台的顶部;二次雷达应答模拟器,设置在与所述第一位置相邻的第三位置上,并通过连接线将与所述辐射天线连接;转台,设置在所述第二塔台的顶部,用于承载模拟装机环境测试机,其中,所述模拟装机环境测试机中设置有相控阵系统以及信号处理设备;测试仪,通过所述转台的控制线与所述转台连接的技术手段,这样,进行相控阵系统模拟装机测试时,将模拟装机环境安装到转台上,相控阵系统、接收/信号处理设备按真实装机环境装机方式安装在模拟装机环境中,然后通过测试仪、二次雷达应答模拟器等进行相关测试,从而获取的测试数据与相控阵系统真实装机环境基本一致,可直接运用,有效解决了现有技术中的相控阵测试系统存在无法在模拟装机环境下进行系统测试的技术问题,实现提供一种能够获取与相控阵系统真实装机环境基本一致的测试数据的技术效果。
二、由于本申请实施例中的技术方案,采用从所述∑/△方向图中获取所述第一波束方向与所述辐射天线方向的第二夹角,获取所述第一夹角与所述第二夹角的和值,在所述测试仪获取多组和值之后,基于所述多组和值及所述第一角度,获取所述相控阵系统的单脉冲测角性能值以及所述测试仪基于所述至少两个幅度值及所述至少两个相位值,确定所述相控阵系统在所述第一波束方向的∑/△方向图以及从所述∑/△方向图中获取所述∑/△方向图指向角度,判断所述∑/△方向图指向角度是否等于C度,在为是时,确定所述相控阵系统的波束调度性能正确以及所述测试仪基于所述至少两个幅度值及所述至少两个相位值,确定所述相控阵系统在所述第一波束方向的∑/△方向图以及从所述∑/△方向图中获取所述∑/△方向图指向角度,判断所述∑/△方向图指向角度是否等于-d度,在为是时,确定所述相控阵系统的波束能覆盖所述最小值,所述测试仪控制所述第一波束方向调整为所述方位覆盖要求的最大值e度,并将所述转台旋转一周,获取所述相控阵系统在所述当前波束方向下的∑/△方向图,判断所述当前波束方向下的∑/△方向图指向角度是否等于e度,在为是时,确定所述相控阵系统的方位覆盖性能满足所述方位覆盖要求以及从所述∑/△方向图中获取和波束与差波束在纵坐标左边的满足预设条件下的第一角度值,从所述∑/△方向图中获取和波束与差波束在纵坐标右边的满足所述预设条件下的第二角度值,在所述第一角度值与所述第二角度值的角度差值满足预设阈值时,确定所述相控阵系统的角度分辨力满足要求的技术手段,这样,除了能够获取相控阵系统在真实装机环境下的∑/△方向图外,还可以对单脉冲测角、波束调度、方位覆盖、角度分辨力的性能进行评估,实现了测试项目基本能够覆盖相控阵系统性能指标的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。
图1为相控阵系统及接收/信号处理连接框图;
图2为相控阵系统在空间形成的∑/△方向图的示意图;
图3为机载二次雷达相控阵系统在微波暗室进行性能评估的测试系统框图;
图4为本申请实施例一提供的一种相控阵系统的测评系统的结构示意图;
图5为本申请实施例二提供的一种相控阵系统的性能测试方法的流程图;
图6为本申请实施例二中的单脉冲测角评估俯视图;
图7为本申请实施例二中的波束调度评估俯视图;
图8为本申请实施例二中的角度分辨力评估的∑/△方向图。
具体实施方式
本申请实施例提供一种相控阵系统的测评系统及性能测试方法,用于解决现有技术中的相控阵测试系统存在无法在模拟装机环境下进行系统测试的技术问题,实现提供一种能够获取与相控阵系统真实装机环境基本一致的测试数据的技术效果。
本申请实施例中的技术方案为解决上述的技术问题,总体思路如下:
一种相控阵系统的测评系统,包括:
第一塔台,设置在放置面的第一位置;
第二塔台,设置在所述放置面的与所述第一位置不同的第二位置,所述第一位置与所述第二位置相距一预设距离值;
辐射天线,架设在所述第一塔台的顶部;
二次雷达应答模拟器,设置在与所述第一位置相邻的第三位置上,并通过连接线将与所述辐射天线连接;
转台,设置在所述第二塔台的顶部,用于承载模拟装机环境测试机,其中,所述模拟装机环境测试机中设置有相控阵系统以及信号处理设备;
测试仪,通过所述转台的控制线与所述转台连接。
在上述技术方案中,采用第一塔台,设置在放置面的第一位置;第二塔台,设置在所述放置面的与所述第一位置不同的第二位置,所述第一位置与所述第二位置相距一预设距离值;辐射天线,架设在所述第一塔台的顶部;二次雷达应答模拟器,设置在与所述第一位置相邻的第三位置上,并通过连接线将与所述辐射天线连接;转台,设置在所述第二塔台的顶部,用于承载模拟装机环境测试机,其中,所述模拟装机环境测试机中设置有相控阵系统以及信号处理设备;测试仪,通过所述转台的控制线与所述转台连接的技术手段,这样,进行相控阵系统模拟装机测试时,将模拟装机环境安装到转台上,相控阵系统、接收/信号处理设备按真实装机环境装机方式安装在模拟装机环境中,然后通过测试仪、二次雷达应答模拟器等进行相关测试,从而获取的测试数据与相控阵系统真实装机环境基本一致,可直接运用,有效解决了现有技术中的相控阵测试系统存在无法在模拟装机环境下进行系统测试的技术问题,实现提供一种能够获取与相控阵系统真实装机环境基本一致的测试数据的技术效果。
为了更好的理解上述技术方案,下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明,应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明,而不是对本发明技术方案的限定,在不冲突的情况下,本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。
实施例一
请参考图4,为本申请实施例一提供的一种相控阵系统的测评系统的结构示意图,包括:
第一塔台10,设置在放置面的第一位置;
第二塔台20,设置在所述放置面的与所述第一位置不同的第二位置,所述第一位置与所述第二位置相距一预设距离值;
辐射天线30,架设在第一塔台10的顶部;
二次雷达应答模拟器40,设置在与所述第一位置相邻的第三位置上,并通过连接线将与辐射天线30连接;
转台50,设置在第二塔台20的顶部,用于承载模拟装机环境测试机,其中,所述模拟装机环境测试机中设置有相控阵系统以及信号处理设备;
测试仪60,通过转台50的控制线与转台50连接。
在具体实施过程中,第一塔台10及第二塔台20的高度、塔台之间的距离可以根据实际使用情况进行设定。转台50还包括转台汇流环,用于将所述信号处理设备的设备电缆通过所述转台汇流环后连接至测试仪60。所述系统还包括支架101,设置在第一塔台10的顶部,用于架设辐射天线30。在进行相控阵系统模拟装机测试时,将模拟装机环境安装到转台50上,相控阵系统、信号处理设备按真实装机环境装机方式安装在模拟装机环境中,然后进行相应测试。
在本申请实施例中,测试仪60包括转台控制接口、接收/信号处理接口、测试逻辑与信号处理模块、数据库以及显示与操作界面,其中,所述转台控制接口用于与所述转台进行通信,所述接收/信号处理接口负责用于与所述信号处理设备进行通信,所述测试逻辑与信号处理模块用于根据用户在所述显示与操作界面上的操作产生测试逻辑,并通过所述转台控制接口及所述接收/信号处理接口控制所述转台和所述信号处理设备,完成对所述相控阵系统的性能测试,并将测试数据存储在数据库中以及显示在所述显示与操作界面上。
在具体实施过程中,可以将转台控制接口、接收/信号处理接口、测试逻辑与信号处理模块、数据库以及显示与操作界面等各个功能模块集成测试软件,安装在测试仪上。通过该测试软件完成对相控阵系统的测试。
实施例二
基于与本申请实施例一相同的发明构思,请参考图5,为本申请实施例二提供的一种相控阵系统的性能测试方法的流程图,应用于本申请实施例一中所述的测评系统中,包括:
S501:测试仪发送第一启动指令至信号处理设备;
S502:所述信号处理设备在接收到所述第一启动指令后,向相控阵系统发送第一询问信号;
S503:二次雷达应答模拟器在接收到所述第一询问信号后发射第一应答信号;
S504:所述相控阵系统在接收到所述第一应答信号后,将所述第一应答信号转换为第一∑/△信号,并将所述第一∑/△信号发送至所述信号处理设备;
S505:所述信号处理设备获取所述第一∑/△信号的第一幅度值及第一相位值,并将所述第一幅度值及所述第一相位值发送至所述测试仪,以使所述测试仪基于当前测试角度、所述第一幅度值及所述第一相位值,获取所述相控阵系统的性能参数。
在具体实施过程中,所述性能测试方法应用于如实施例一中的测试系统中,所述测试系统的具体结构参照实施例一中的描述,在此就不再赘述。
在本申请实施例中,在步骤S501之前,所述方法还包括:
所述测试仪发送第一波束调度指令至信号处理设备,其中,所述第一波束调度指令用于控制所述询问信号的波束方向;
所述信号处理设备通过所述相控阵系统,将所述波束方向调整至与所述第一波束调度指令对应的第一波束方向;
所述测试仪发送第一转台调度指令至转台,以使所述转台将当前测试角度调整至于所述第一转台调度指令对应的第一角度。
在具体实施过程中,首先由测试仪下发指令至信号处理设备及转台,由信号处理设备控制相控阵系统完成波束调度,同时,控制转台转到一定角度。然后,测试仪下发启动指令,由信号处理设备控制相控阵系统发射询问信号,二次雷达应答模拟器接收到询问信号后发射应答信号,相控阵系统在接收到应答信号后,通过和差器,将应答信号转换为∑/△信号,并发送至信号处理设备处理,信号处理设备根据∑/△信号采集得到∑/△信号的幅度和相位,送出至测试仪,由测试仪记录并显示当前转台角度和∑/△信号的幅度及相位。
在本申请实施例中,在执行完成步骤S505之后,所述方法还包括:
所述测试仪在接收到所述第一幅度值及所述第一相位值后,发送第二转台调度指令至所述转台,以使所述转台将所述当前测试角度由所述第一角度调整至与所述第二转台调度指令对应的第二角度;
所述测试仪发送第二启动指令至所述信号处理设备;
所述信号处理设备在接收到所述第二启动指令后,向所述相控阵系统发送第二询问信号;
所述二次雷达应答模拟器在接收到所述第二询问信号后发射第二应答信号;
所述相控阵系统在接收到所述第二应答信号后,将所述第二应答信号转换为第二∑/△信号,并将所述第二∑/△信号发送至所述信号处理设备;
所述信号处理设备获取所述第二∑/△信号的第二幅度值及第二相位值,并将所述第二幅度值及所述第二相位值发送至所述测试仪。
在具体实施过程中,测试仪在接收到在当前角度的应答信号的幅度及相位后,还需要控制转台转动,从而完成各个转台角度的∑/△信号的幅度及相位记录和显示,形成当前波束调度波位的性能参数测试数据。重复测试的过程与前述方法相同,由测试仪发送控制转台转动的控制指令,将转台旋转360度,从而获取各个转台角度的测试。同时,测试仪还需获取各个波束调度波位的性能参数测试数据记录和显示,具体来讲,当测试仪完成在某一波位的360度测试后,则由测试仪下发指令至信号处理设备,控制相控阵系统调整波束方向,然后在完成在该波束方向上的360度测试,以此类推,直到完成该相控阵系统的各个波束调度波位的性能参数测试数据。
在本申请实施例中,所述性能参数包括∑/△方向图和/或波束调度性能参数和/或方位覆盖性能参数和/或角度分辨力性能参数。
在下面的描述中,将分别对各个性能参数的实现过程进行描述。
第一种,∑/△方向图测试:
在本申请实施例中,在所述信号处理设备获取所述第二∑/△信号的第二幅度值及第二相位值,并将所述第二幅度值及所述第二相位值发送至所述测试仪之后,所述方法还包括:
当所述测试仪接收到所述转台在至少两个个不同角度的对应的至少两个个幅度值及至少两个相位值之后,所述测试仪判断所述当前测试角度与所述第一角度的差值是否满足预设阈值;
在为是时,所述测试仪基于所述至少两个幅度值以及所述至少两个相位值,确定所述相控阵系统在所述第一波束方向的∑/△方向图;
在为否时,所述测试仪发送至少一个第三启动指令至所述信号处理设备,以使所述信号处理设备获取至少一个第三∑/△信号的第三幅度值及第三相位值,直至所述测试仪判断所述差值满足所述预设阈值;所述测试仪基于所述至少两个幅度值、所述至少两个相位值、所述至少一个第三幅度值以及所述至少一个第三相位值,确定所述相控阵系统在所述第一波束方向的∑/△方向图。
在具体实施过程中,∑/△方向图测试的流程图如下:
1)测试仪下发指令至信号处理设备,由信号处理控制相控阵系统完成波束调度;
2)测试仪下发指令控制转台转动到一定角度;
3)测试仪下发指令启动信号处理设备进行询问,由相控阵系统将询问信号发射出去;
4)二次雷达应答模拟器收到询问信号后发射应答信号;
5)相控阵系统接收到应答信号后转换为∑/△信号,送信号处理设备;
6)信号处理设备根据∑/△信号采集得到∑/△信号的幅度和相位,送出至测试仪;
7)测试仪记录并显示当前转台角度和∑/△信号的幅度及相位;
8)重复2)~7)测试仪完成各个转台角度的∑/△信号的幅度及相位记录和显示,形成当前波束调度波位的∑/△方向图数据;
9)重复1)~8)完成各个波束调度波位的∑/△方向图数据记录和显示。
∑/△方向图测试完毕后根据利用测试仪测试软件生产OBA表并下载到信号处理设备中。
第二种,单脉冲测角性能评估:
在本申请实施例中,在所述第一角度为与辐射天线方向的夹角为A度,所述第一波束方向与所述转台的法向的第一夹角为B度时,在所述测试仪基于所述至少两个幅度值及所述至少两个相位值,确定所述相控阵系统在所述第一波束方向的∑/△方向图之后,所述方法还包括:
所述信号处理设备从所述∑/△方向图中获取所述第一波束方向与所述辐射天线方向的第二夹角;
所述信号处理设备获取所述第一夹角与所述第二夹角的和值;
所述信号处理设备将所述和值发送至所述测试仪;
在所述测试仪获取多组和值之后,所述测试仪基于所述多组和值及所述第一角度,获取所述相控阵系统的单脉冲测角性能值。
在具体实施过程中,请参考图6的单脉冲测角评估俯视图,具体测试过程如下:
1)如图6所示,测试仪控制转台转动,将模拟装机环境法向转动到相对于辐射天线方向的角度a;
2)测试仪控制信号处理设备,将相控阵系统波束调度到相对于模拟装机环境法向的角度b;
3)测试仪启动信号处理设备进行询问;
4)信号处理设备收到应答信号后采集到∑/△信号幅度差和相位差,并以此查找OBA表,即可得到辐射天线与波束方向的夹角c,然后将c+b上报测试仪;
5)测试仪多次启动信号处理设备询问后,得到多组c+b数据,与准确角度a进行统计分析,即可得到相控阵系统的单脉冲测角性能数据,完成单脉冲测角性能评估。
第三种,波束调度:
在本申请实施例中,在所述第一角度为与辐射天线方向的夹角为0度,所述第一波束方向为与所述辐射天线方向的夹角为C度时,在所述测试仪基于所述至少两个幅度值及所述至少两个相位值,确定所述相控阵系统在所述第一波束方向的∑/△方向图之后,所述方法还包括:
所述测试仪从所述∑/△方向图中获取所述∑/△方向图指向角度,其中,所述∑/△方向图指向角度为差波束零深角度;
所述测试仪判断所述∑/△方向图指向角度是否等于C度;
在为是时,所述测试仪确定所述相控阵系统的波束调度性能正确。
在具体实施过程中,请参考图7的波束调度评估俯视图,具体测试过程如下:
1)如图7所示,测试仪控制转台转动,将模拟装机环境法向转动到对准辐射天线方向,将此时的转台角度设为0度;
2)测试仪控制信号处理设备,将相控阵系统波束调度到相对于模拟装机环境法向(即辐射天线方向)的角度c;
3)测试仪控制转台旋转从-180度旋转到+180度,即可得到一周(360度)范围内的∑/△方向图;
4)测试仪从∑/△方向图上读取△波束零深(即∑/△方向图指向)的角度,比较该角度与角度c是否相同,如果相同,则波束调度正确,否则波束调度错误。
第四种,方位覆盖:
在本申请实施例中,在所述第一角度为与辐射天线方向的夹角为0度,所述第一波束方向为与所述辐射天线方向的夹角为方位覆盖要求的最小值-d度时,在所述测试仪基于所述至少两个幅度值及所述至少两个相位值,确定所述相控阵系统在所述第一波束方向的∑/△方向图之后,所述方法还包括:
所述测试仪从所述∑/△方向图中获取所述∑/△方向图指向角度,其中,所述∑/△方向图指向角度为差波束零深角度;
所述测试仪判断所述∑/△方向图指向角度是否等于-d度;
在为是时,所述测试仪确定所述相控阵系统的波束能覆盖所述最小值;
所述测试仪控制所述第一波束方向调整为所述方位覆盖要求的最大值e度,并将所述转台旋转一周,获取所述相控阵系统在所述当前波束方向下的∑/△方向图;
所述测试仪判断所述当前波束方向下的∑/△方向图指向角度是否等于e度;
在为是时,所述测试仪确定所述相控阵系统的方位覆盖性能满足所述方位覆盖要求。
在具体实施过程中,假设方位要求覆盖-d度至e度,请参考图7,具体测试过程如下:
1)如图7所示,测试仪控制转台转动,将模拟装机环境法向转动到对准辐射天线方向,将此时的转台角度设为0度;
2)测试仪控制信号处理设备,将相控阵系统波束调度到相对于模拟装机环境法向(即辐射天线方向)的角度c(c=-d);
3)测试仪控制转台旋转从-180度旋转到+180度,即可得到一周(360度)范围内的∑/△方向图;
4)从∑/△方向图上读取△波束零深(即∑/△方向图指向)的角度,比较该角度与角度c是否相同,如果相同,则波束能覆盖-d;
5)试仪控制转台转动,将模拟装机环境法向转动到对准辐射天线方向,将此时的转台角度设为0度;
6)测试仪控制信号处理设备,将相控阵系统波束调度到相对于模拟装机环境法向(即辐射天线方向)的角度c(c=e);
7)测试仪控制转台旋转从-180度旋转到+180度,即可得到一周(360度)范围内的∑/△方向图;
8)从∑/△方向图上读取△波束零深(即∑/△方向图指向)的角度,比较该角度与角度c是否相同,如果相同,则波束能覆盖e;
9)以上两步均正确,则方位覆盖满足要求。
通常来讲,方位覆盖一般为-60度~60度。
第五种,角度分辨力:
在本申请实施例中,在所述第一角度为与辐射天线方向的夹角为0度,所述第一波束方向为与所述辐射天线方向的夹角为C度时,在所述测试仪基于所述至少两个幅度值及所述至少两个相位值,确定所述相控阵系统在所述第一波束方向的∑/△方向图之后,所述方法还包括:
所述测试仪从所述∑/△方向图中获取和波束与差波束在纵坐标左边的满足预设条件下的第一角度值,其中,所述预设条件为所述和波束与所述差波束的幅度差值为预设分贝值;
所述测试仪从所述∑/△方向图中获取和波束与差波束在纵坐标右边的满足所述预设条件下的第二角度值;
所述测试仪获取所述第一角度值与所述第二角度值的角度差值;
所述测试仪判断所述角度差值是否满足预设阈值;
在为是时,所述测试仪确定所述相控阵系统的角度分辨力满足要求。
在具体实施过程中,假设要求∑幅度大于△幅度M分贝时,角度分辨力小于N度,请参考图7及图8,具体测试过程如下:
1)测试仪控制转台转动,将模拟装机环境法向转动到对准辐射天线方向,将此时的转台角度设为0度;
2)测试仪控制信号处理设备,将相控阵系统波束调度到相对于模拟装机环境法向(即辐射天线方向)的角度a;
3)测试仪控制转台旋转从-180度旋转到+180度,即可得到一周(360度)范围内的∑/△方向图,即波束调度角度为a的∑/△方向图;
4)∑/△方向图上角度a左侧,假定点3和点4幅度差M分贝,如图8所示,对应角度为b;
5)∑/△方向图上角度a右侧,假定点1和点2幅度差M分贝,如图8所述,对应角度为c;
6)测试仪判断c-b的值小于N度,那么角度分辨力满足要求。
当然,采用本申请实施例中的测试系统还可以测试相控阵系统的其他测试项目,在本申请实施例中不作限制。
通过本申请实施例中的一个或多个技术方案,可以实现如下一个或多个技术效果:
一、由于本申请实施例中的技术方案,采用第一塔台,设置在放置面的第一位置;第二塔台,设置在所述放置面的与所述第一位置不同的第二位置,所述第一位置与所述第二位置相距一预设距离值;辐射天线,架设在所述第一塔台的顶部;二次雷达应答模拟器,设置在与所述第一位置相邻的第三位置上,并通过连接线将与所述辐射天线连接;转台,设置在所述第二塔台的顶部,用于承载模拟装机环境测试机,其中,所述模拟装机环境测试机中设置有相控阵系统以及信号处理设备;测试仪,通过所述转台的控制线与所述转台连接的技术手段,这样,进行相控阵系统模拟装机测试时,将模拟装机环境安装到转台上,相控阵系统、接收/信号处理设备按真实装机环境装机方式安装在模拟装机环境中,然后通过测试仪、二次雷达应答模拟器等进行相关测试,从而获取的测试数据与相控阵系统真实装机环境基本一致,可直接运用,有效解决了现有技术中的相控阵测试系统存在无法在模拟装机环境下进行系统测试的技术问题,实现提供一种能够获取与相控阵系统真实装机环境基本一致的测试数据的技术效果。
二、由于本申请实施例中的技术方案,采用从所述∑/△方向图中获取所述第一波束方向与所述辐射天线方向的第二夹角,获取所述第一夹角与所述第二夹角的和值,在所述测试仪获取多组和值之后,基于所述多组和值及所述第一角度,获取所述相控阵系统的单脉冲测角性能值以及所述测试仪基于所述至少两个幅度值及所述至少两个相位值,确定所述相控阵系统在所述第一波束方向的∑/△方向图以及从所述∑/△方向图中获取所述∑/△方向图指向角度,判断所述∑/△方向图指向角度是否等于C度,在为是时,确定所述相控阵系统的波束调度性能正确以及所述测试仪基于所述至少两个幅度值及所述至少两个相位值,确定所述相控阵系统在所述第一波束方向的∑/△方向图以及从所述∑/△方向图中获取所述∑/△方向图指向角度,判断所述∑/△方向图指向角度是否等于-d度,在为是时,确定所述相控阵系统的波束能覆盖所述最小值,所述测试仪控制所述第一波束方向调整为所述方位覆盖要求的最大值e度,并将所述转台旋转一周,获取所述相控阵系统在所述当前波束方向下的∑/△方向图,判断所述当前波束方向下的∑/△方向图指向角度是否等于e度,在为是时,确定所述相控阵系统的方位覆盖性能满足所述方位覆盖要求以及从所述∑/△方向图中获取和波束与差波束在纵坐标左边的满足预设条件下的第一角度值,从所述∑/△方向图中获取和波束与差波束在纵坐标右边的满足所述预设条件下的第二角度值,在所述第一角度值与所述第二角度值的角度差值满足预设阈值时,确定所述相控阵系统的角度分辨力满足要求的技术手段,这样,除了能够获取相控阵系统在真实装机环境下的∑/△方向图外,还可以对单脉冲测角、波束调度、方位覆盖、角度分辨力的性能进行评估,实现了测试项目基本能够覆盖相控阵系统性能指标的技术效果。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (13)
1.一种相控阵系统的性能测试方法,应用于相控阵系统的测评系统中,所述方法包括:
测试仪发送第一启动指令至信号处理设备;
所述信号处理设备在接收到所述第一启动指令后,向相控阵系统发送第一询问信号;
二次雷达应答模拟器在接收到所述第一询问信号后发射第一应答信号;
所述相控阵系统在接收到所述第一应答信号后,将所述第一应答信号转换为第一∑/△信号,并将所述第一∑/△信号发送至所述信号处理设备;
所述信号处理设备获取所述第一∑/△信号的第一幅度值及第一相位值,并将所述第一幅度值及所述第一相位值发送至所述测试仪,以使所述测试仪基于当前测试角度、所述第一幅度值及所述第一相位值,获取所述相控阵系统的性能参数;
当所述测试仪接收到转台在至少两个不同角度的对应的至少两个幅度值及至少两个相位值之后,所述测试仪判断所述当前测试角度与第一角度的差值是否满足预设阈值;
在为是时,所述测试仪基于所述至少两个幅度值以及所述至少两个相位值,确定所述相控阵系统在第一波束方向的∑/△方向图;
在为否时,所述测试仪发送至少一个第三启动指令至所述信号处理设备,以使所述信号处理设备获取至少一个第三∑/△信号的第三幅度值及第三相位值,直至所述测试仪判断所述差值满足所述预设阈值;所述测试仪基于所述至少两个幅度值、所述至少两个相位值、所述至少一个第三幅度值以及所述至少一个第三相位值,确定所述相控阵系统在所述第一波束方向的∑/△方向图。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述性能参数包括∑/△方向图和/或波束调度性能参数和/或方位覆盖性能参数和/或角度分辨力性能参数。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,在所述测试仪发送第一启动指令至信号处理设备之前,所述方法还包括:
所述测试仪发送第一波束调度指令至信号处理设备,其中,所述第一波束调度指令用于控制所述询问信号的波束方向;
所述信号处理设备通过所述相控阵系统,将所述波束方向调整至与所述第一波束调度指令对应的第一波束方向;
所述测试仪发送第一转台调度指令至转台,以使所述转台将当前测试角度调整至于所述第一转台调度指令对应的第一角度。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,在所述信号处理设备获取所述∑/△信号的幅度值及相位值,并将所述幅度值及所述相位值发送至所述测试仪之后,所述方法还包括:
所述测试仪在接收到所述第一幅度值及所述第一相位值后,发送第二转台调度指令至所述转台,以使所述转台将所述当前测试角度由所述第一角度调整至与所述第二转台调度指令对应的第二角度。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,在所述发送第二转台调度指令至所述转台之后,所述方法还包括:
所述测试仪发送第二启动指令至所述信号处理设备;
所述信号处理设备在接收到所述第二启动指令后,向所述相控阵系统发送第二询问信号;
所述二次雷达应答模拟器在接收到所述第二询问信号后发射第二应答信号;
所述相控阵系统在接收到所述第二应答信号后,将所述第二应答信号转换为第二∑/△信号,并将所述第二∑/△信号发送至所述信号处理设备;
所述信号处理设备获取所述第二∑/△信号的第二幅度值及第二相位值,并将所述第二幅度值及所述第二相位值发送至所述测试仪。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述第一角度为与辐射天线方向的夹角为A度,所述第一波束方向与所述转台的法向的第一夹角为B度时,在所述测试仪基于所述至少两个幅度值及所述至少两个相位值,确定所述相控阵系统在所述第一波束方向的∑/△方向图之后,所述方法还包括:
所述信号处理设备从所述∑/△方向图中获取所述第一波束方向与所述辐射天线方向的第二夹角;
所述信号处理设备获取所述第一夹角与所述第二夹角的和值;
所述信号处理设备将所述和值发送至所述测试仪;
在所述测试仪获取多组和值之后,所述测试仪基于所述多组和值及所述第一角度,获取所述相控阵系统的单脉冲测角性能值。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述第一角度为与辐射天线方向的夹角为0度,所述第一波束方向为与所述辐射天线方向的夹角为C度时,在所述测试仪基于所述至少两个幅度值及所述至少两个相位值,确定所述相控阵系统在所述第一波束方向的∑/△方向图之后,所述方法还包括:
所述测试仪从所述∑/△方向图中获取所述∑/△方向图指向角度,其中,所述∑/△方向图指向角度为差波束零深角度;
所述测试仪判断所述∑/△方向图指向角度是否等于C度;
在为是时,所述测试仪确定所述相控阵系统的波束调度性能正确。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述第一角度为与辐射天线方向的夹角为0度,所述第一波束方向为与所述辐射天线方向的夹角为方位覆盖要求的最小值-d度时,在所述测试仪基于所述至少两个幅度值及所述至少两个相位值,确定所述相控阵系统在所述第一波束方向的∑/△方向图之后,所述方法还包括:
所述测试仪从所述∑/△方向图中获取所述∑/△方向图指向角度,其中,所述∑/△方向图指向角度为差波束零深角度;
所述测试仪判断所述∑/△方向图指向角度是否等于-d度;
在为是时,所述测试仪确定所述相控阵系统的波束能覆盖所述最小值;
所述测试仪控制所述第一波束方向调整为所述方位覆盖要求的最大值e度,并将所述转台旋转一周,获取所述相控阵系统在当前波束方向下的∑/△方向图;
所述测试仪判断所述当前波束方向下的∑/△方向图指向角度是否等于e度;
在为是时,所述测试仪确定所述相控阵系统的方位覆盖性能满足所述方位覆盖要求。
9.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述第一角度为与辐射天线方向的夹角为0度,所述第一波束方向为与所述辐射天线方向的夹角为C度时,在所述测试仪基于所述至少两个幅度值及所述至少两个相位值,确定所述相控阵系统在所述第一波束方向的∑/△方向图之后,所述方法还包括:
所述测试仪从所述∑/△方向图中获取和波束与差波束在纵坐标左边的满足预设条件下的第一角度值,其中,所述预设条件为所述和波束与所述差波束的幅度差值为预设分贝值;
所述测试仪从所述∑/△方向图中获取和波束与差波束在纵坐标右边的满足所述预设条件下的第二角度值;
所述测试仪获取所述第一角度值与所述第二角度值的角度差值;
所述测试仪判断所述角度差值是否满足预设阈值;
在为是时,所述测试仪确定所述相控阵系统的角度分辨力满足要求。
10.一种相控阵系统的测评系统,其特征在于,用于执行如权利要求1~9任一所述的方法,所述测评系统包括:
第一塔台,设置在放置面的第一位置;
第二塔台,设置在所述放置面的与所述第一位置不同的第二位置,所述第一位置与所述第二位置相距一预设距离值;
辐射天线,架设在所述第一塔台的顶部;
二次雷达应答模拟器,设置在与所述第一位置相邻的第三位置上,并通过连接线将与所述辐射天线连接;
转台,设置在所述第二塔台的顶部,用于承载模拟装机环境测试机,其中,所述模拟装机环境测试机中设置有相控阵系统以及信号处理设备;
测试仪,通过所述转台的控制线与所述转台连接。
11.如权利要求10所述的系统,其特征在于,所述转台还包括转台汇流环,用于将所述信号处理设备的设备电缆通过所述转台汇流环后连接至所述测试仪。
12.如权利要求11所述的系统,其特征在于,所述测试仪包括转台控制接口、接收/信号处理接口、测试逻辑与信号处理模块、数据库以及显示与操作界面,其中,所述转台控制接口用于与所述转台进行通信,所述接收/信号处理接口负责用于与所述信号处理设备进行通信,所述测试逻辑与信号处理模块用于根据用户在所述显示与操作界面上的操作产生测试逻辑,并通过所述转台控制接口及所述接收/信号处理接口控制所述转台和所述信号处理设备,完成对所述相控阵系统的性能测试,并将测试数据存储在数据库中以及显示在所述显示与操作界面上。
13.如权利要求12所述的系统,其特征在于,所述系统还包括支架,设置在所述第一塔台的顶部,用于架设所述辐射天线。
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