CN111999708A - 一种机载有源相控阵雷达天线原位检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机载有源相控阵雷达天线原位检测方法，涉及雷达技术领域，该方法配合每次的雷达天线自检操作，基于读取到的各个T/R组件的BIT信息，将构建的天线方向图合成表征公式中对应的天线单元对应的分量置为0，得到实时天线方向图，基于实时天线方向图确定天线效能指标变化量并进行天线原位检测，该方法不直接根据天线自检BIT结果进行原位检测，而是基于天线自检结果得到天线效能指标的下降情况，进而直观判断天线性能下降情况，根据天线性能下降情况进行原位检测，可以将对于战机没有直接指导意义的报故信息转换为战机关心的效能指标，而且可以在保证天线正常工作的基础上减少了天线维护工作量、提高作战效率。
Description
技术领域
本发明涉及雷达技术领域，尤其是一种机载有源相控阵雷达天线原位检测方法。
背景技术
机载有源相控阵天线内部模块为串联类模块，如电源模块、馈电模块、驱动功放和波控组件等，一旦发生故障，将影响正常工作，必须更换对应的故障模块。但对于T/R组件阵列而言，其可靠性模型为并联模式，当仅有部分T/R组件发生BIT报故时，相控阵天线依旧有可能正常工作，在这种条件下，必须采用合适快速的方法确定此时相控阵天线是否需要进一步检测或维修。
采用相控阵天线原位检测项目可以实现对天线各项指标的精准测试，当仅有T/R组件BIT报故时，可以根据这些指标的变化确定相控阵天线是否需要维修。但是即便是采用最高效的相控阵天线原位近场测试方法，依旧需要一定的时间才能得到天线的主要指标特性，而且目前的做法是每次出现新的BIT报故就需要进行一次天线原位检测，但实际T/R组件数量较多，在战机实际使用过程中，阵面个别T/R组件BIT报故将会是一个概率较高的事件，因此这种做法导致天线维护工作量大幅度提升，降低了作战效率。
发明内容
本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种机载有源相控阵雷达天线原位检测方法，本发明的技术方案如下：
一种机载有源相控阵雷达天线原位检测方法，该方法包括：
在机载有源相控阵雷达天线进行BIT自检后读取各个T/R组件的BIT信息；
构建所述机载有源相控阵雷达天线的天线方向图合成表征公式，所述天线方向图合成表征公式包括各个天线单元对应的分量；
基于各个T/R组件的BIT信息，将所述天线方向图合成表征公式中BIT信息报故的T/R组件对应的天线单元对应的分量置为0，得到所述机载有源相控阵雷达天线的实时天线方向图；
基于所述实时天线方向图确定所述机载有源相控阵雷达天线的天线效能指标变化量，并在所述天线效能指标变化量达到预定阈值时进行天线原位检测。
其进一步的技术方案为，所述天线效能指标变化量包括所述机载有源相控阵雷达天线的作用距离下降百分比和/或测角精度下降百分比。
其进一步的技术方案为，所述基于所述实时天线方向图确定所述机载有源相控阵雷达天线的天线效能指标变化量，包括：
根据所述实时天线方向图确定所述机载有源相控阵雷达天线的天线增益；
根据所述天线增益计算得到所述作用距离下降百分比。
其进一步的技术方案为，所述基于所述实时天线方向图确定所述机载有源相控阵雷达天线的天线效能指标变化量，包括：
根据所述实时天线方向图确定所述机载有源相控阵雷达天线的波束宽度；
根据所述波束宽度计算得到所述测角精度下降百分比。
其进一步的技术方案为，所述T/R组件的BIT信息包括所述T/R组件的内置检测电路提供的组件内部BIT信息，所述内置检测电路用于检测电源输出电流，则所述组件内部BIT信息在所述T/R组件的收发增益为0时报故。
其进一步的技术方案为，所述T/R组件的BIT信息包括设置在所述T/R组件上的维护检测电路提供的组件维护BIT信息，所述维护检测电路用于检测所述T/R组件的收发链路，则所述组件维护BIT信息在所述T/R组件的接收增益或发射增益为0时报故。
其进一步的技术方案为，所述构建所述机载有源相控阵雷达天线的天线方向图合成表征公式，包括构建如下公式：
其中，u＝sinθcosφ，v＝sinθsinφ，u0＝sinθ0cosφ0，v0＝sinθ0sinφ0，k0＝2πf0，Anfn(θ,φ)exp(j(k0((xnu+ynv)-k0(xnu0+ynv0))))是第n个天线单元对应的分量，An是第n个天线单元的加权幅度，fn(θ,φ)是第n个天线单元的单元方向图，(xn,yn)是第n个天线单元的阵元坐标值，(θ0，φ0)是波束扫描角度。
本发明的有益技术效果是：
本申请公开了一种机载有源相控阵雷达天线原位检测方法，该方法配合每次的雷达天线自检BIT操作，不直接根据天线自检BIT结果进行原位检测，而是基于天线自检BIT结果得到天线效能指标的下降情况，进而判断天线性能下降情况，根据天线性能下降情况进行原位检测，该方法可以在保证天线正常工作的基础上减少了天线维护工作量、提高作战效率，而且该方法将对于战机没有直接指导意义的报故信息转换为战机关心的效能指标，更能直观评估BIT报故对相控阵天线性能的影响，该方法将大大发挥相控阵天线柔性设计和降额使用的特点，可同时兼顾一级、二级维保工作，可大范围的应用于各型机载有源相控阵雷达天线的外场检测维护中。
附图说明
图1是本申请公开的机载有源相控阵雷达天线原位检测方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
本申请公开了一种机载有源相控阵雷达天线原位检测方法，请参考图1所示的流程图，该方法包括如下步骤：
步骤S1，在机载有源相控阵雷达天线进行BIT自检后读取各个T/R组件的BIT信息。现阶段T/R组件的BIT信息主要有两类：T/R组件的内置检测电路提供的组件内部BIT信息以及设置在T/R组件上的维护检测电路提供的组件维护BIT信息。受体积限制，T/R组件的内置检测电路通常仅用于检测电源输出电流，当T/R组件的收发增益为0时，组件内部BIT信息报故。而维护检测电路用于检测T/R组件的收发链路，其可检测阵面T/R组件发射状态或者接收状态时，T/R组件是否能够正常收发信号，当T/R组件的接收增益或发射增益为0时，组件维护BIT信息报故。在本申请中，读取的各个T/R组件的BIT信息包括组件内部BIT信息和/或组件维护BIT信息。
步骤S2，构建机载有源相控阵雷达天线的天线方向图合成表征公式，天线方向图合成表征公式包括各个天线单元对应的分量。在本申请中，构建的天线方向图合成表征公式为:
其中，u＝sinθcosφ，v＝sinθsinφ，u0＝sinθ0cosφ0，v0＝sinθ0sinφ0，k0＝2πf0，Anfn(θ,φ)exp(j(k0((xnu+ynv)-k0(xnu0+ynv0))))是第n个天线单元对应的分量，An是第n个天线单元的加权幅度，fn(θ,φ)是第n个天线单元的单元方向图，(xn,yn)是第n个天线单元的阵元坐标值，(θ0，φ0)是波束扫描角度。对于一个大型阵列来说，大多数阵中单元方向图是一致的，因此为简化计算可以令阵列所有天线单元的单元方向图是同一个函数形式f(θ,φ)，该函数可以根据实际阵列的阵中的单元方向图拟合得到。
步骤S3，基于各个T/R组件的BIT信息，将天线方向图合成表征公式中BIT信息报故的T/R组件对应的天线单元对应的分量置为0，得到机载有源相控阵雷达天线的实时天线方向图。
不管BIT信息是组件内部BIT信息还是组件维护BIT信息，当T/R组件的BIT信息报故时，表示该T/R组件的接收增益或发射增益为0，则在步骤S2构建的合成表征公式中，将对应的天线单元的分量置为0，也即将相应分量中的加权幅度置为0，由此可以得到实时天线方向图。
步骤S4，基于实时天线方向图确定机载有源相控阵雷达天线的天线效能指标变化量，并在天线效能指标变化量达到预定阈值时进行天线原位检测。
在本申请中，天线效能指标变化量包括机载有源相控阵雷达天线的作用距离下降百分比和/或测角精度下降百分比，则在作用距离下降百分比和/或测角精度下降百分比中至少一项达到对应的预定阈值时进行天线原位检测。具体的，根据实时天线方向图确定机载有源相控阵雷达天线的天线增益和波束宽度，根据天线增益计算得到作用距离下降百分比，根据波束宽度计算得到测角精度下降百分比，具体的计算方法是较为常规的方法，因此本申请不详细展开说明。
该方法将大大发挥相控阵天线柔性设计和降额使用的特点，配合每次的雷达天线自检BIT操作，将没有直接指导意义的报故信息转换为战机关心的效能指标进而推断出天线性能下降情况，由此可以给出维修性建议以确定是否进一步检测或维修，可同时兼顾一级、二级维保工作。
以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种机载有源相控阵雷达天线原位检测方法，其特征在于，所述方法包括：
在机载有源相控阵雷达天线进行BIT自检后读取各个T/R组件的BIT信息；
构建所述机载有源相控阵雷达天线的天线方向图合成表征公式，所述天线方向图合成表征公式包括各个天线单元对应的分量；
基于各个T/R组件的BIT信息，将所述天线方向图合成表征公式中BIT信息报故的T/R组件对应的天线单元对应的分量置为0，得到所述机载有源相控阵雷达天线的实时天线方向图；
基于所述实时天线方向图确定所述机载有源相控阵雷达天线的天线效能指标变化量，并在所述天线效能指标变化量达到预定阈值时进行天线原位检测。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述天线效能指标变化量包括所述机载有源相控阵雷达天线的作用距离下降百分比和/或测角精度下降百分比。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述实时天线方向图确定所述机载有源相控阵雷达天线的天线效能指标变化量，包括：
根据所述实时天线方向图确定所述机载有源相控阵雷达天线的天线增益；
根据所述天线增益计算得到所述作用距离下降百分比。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述实时天线方向图确定所述机载有源相控阵雷达天线的天线效能指标变化量，包括：
根据所述实时天线方向图确定所述机载有源相控阵雷达天线的波束宽度；
根据所述波束宽度计算得到所述测角精度下降百分比。
5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，
所述T/R组件的BIT信息包括所述T/R组件的内置检测电路提供的组件内部BIT信息，所述内置检测电路用于检测电源输出电流，则所述组件内部BIT信息在所述T/R组件的收发增益为0时报故。
6.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，
所述T/R组件的BIT信息包括设置在所述T/R组件上的维护检测电路提供的组件维护BIT信息，所述维护检测电路用于检测所述T/R组件的收发链路，则所述组件维护BIT信息在所述T/R组件的接收增益或发射增益为0时报故。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建所述机载有源相控阵雷达天线的天线方向图合成表征公式，包括构建如下公式：
其中，u＝sinθcosφ，v＝sinθsinφ，u0＝sinθ0cosφ0，v0＝sinθ0sinφ0，k0＝2π/f0，Anfn(θ,φ)exp(j(k0((xnu+ynv)-k0(xnu0+ynv0))))是第n个天线单元对应的分量，An是第n个天线单元的加权幅度，fn(θ,φ)是第n个天线单元的单元方向图，(xn,yn)是第n个天线单元的阵元坐标值，(θ0，φ0)是波束扫描角度。
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|---|---|
| CN (1) | CN111999708A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117420520A (zh) * | 2023-12-18 | 2024-01-19 | 中国电子科技集团公司第十研究所 | 基于信号处理信息的二次雷达询问天线检测方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105334540A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-02-17 | 无锡市雷华科技有限公司 | 一种主动式微波全息安检仪系统 |
| CN106597433A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-04-26 | 无锡市雷华科技有限公司 | 低空监视雷达 |
| CN109031226A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-12-18 | 西安电子科技大学 | 基于机电耦合的变形有源相控阵雷达探测性能快速评估方法 |
| CN109901125A (zh) * | 2019-03-11 | 2019-06-18 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种机载二维有源相控阵雷达天线校正装置及方法 |
-
2020
- 2020-08-21 CN CN202010849673.XA patent/CN111999708A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105334540A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-02-17 | 无锡市雷华科技有限公司 | 一种主动式微波全息安检仪系统 |
| CN106597433A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-04-26 | 无锡市雷华科技有限公司 | 低空监视雷达 |
| CN109031226A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-12-18 | 西安电子科技大学 | 基于机电耦合的变形有源相控阵雷达探测性能快速评估方法 |
| CN109901125A (zh) * | 2019-03-11 | 2019-06-18 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种机载二维有源相控阵雷达天线校正装置及方法 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| 蒋伟: "可靠度限制下相控阵雷达天线阵面T/R单元维修模型", 《国防科技大学学报》, pages 138 - 143 * |
| 蒋伟;盛文;刘诗华;范云龙;: "相控阵雷达天线阵面T/R单元失效演示模型", 海军工程大学学报, no. 05 * |
| 蒋伟;盛文;刘诗华;鲁力;: "可靠度限制下相控阵雷达天线阵面T/R单元维修模型", 国防科技大学学报, no. 02 * |
| 赵继承;顾宗山;吴昊;马红星;: "雷达系统测试性设计", 雷达科学与技术, no. 03 * |
| 高洪青;: "基于性能保障的雷达测试技术研究", 现代雷达, no. 08 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117420520A (zh) * | 2023-12-18 | 2024-01-19 | 中国电子科技集团公司第十研究所 | 基于信号处理信息的二次雷达询问天线检测方法 |
| CN117420520B (zh) * | 2023-12-18 | 2024-03-29 | 中国电子科技集团公司第十研究所 | 基于信号处理信息的二次雷达询问天线检测方法 |
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