CN112485766A - 一种相控阵雷达天线阵面性能在线评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种相控阵雷达天线阵面性能在线评估方法，属于雷达管理技术领域。本发明包括离线建立阵面性能评价模型，利用所述离线建立的阵面性能评价模型对阵面性能进行实时评价；离线建立阵面性能评价模型包括：建立阵面性能参数恶化数据与阵元损伤位置之间的对应关系：利用预设值以及阵面性能参数恶化数据与损伤阵元位置之间的对应关系，对阵元位置进行分级；建立每一位置级别中阵元损伤个数与阵面性能参数恶化数据之间的关系曲线；利用所述所有位置级别下阵元损伤个数与阵面性能参数恶化数据之间的关系曲线，结合预设的阵面等级评价表，建立阵面性能评价模型。本发明能够实时、快速地对当前雷达天线阵面性能进行评估。

Description

一种相控阵雷达天线阵面性能在线评估方法

技术领域

本发明属于雷达管理技术领域，具体涉及一种相控阵雷达天线阵面性能在线评估方法。

背景技术

随着相控阵雷达的快速发展和大量数字TR组件的应用，阵面成为雷达装备中设备量最大、成本占比高、最关键的分系统之一，阵面的性能状态对整个雷达系统工作有很大影响。相控阵天线阵元数量众多(可达到10⁴-10⁵量级)，在使用过程中难免会出现损伤，而失效的阵元会破坏天线阵列原有的几何特性，从而影响天线阵面的性能。现代相控阵雷达中，单个T/R组件失效并不会导致雷达系统失效，而是随着故障T/R组件数量的增加，阵面分系统的性能会发生退化，直至失效。该退化程度与阵面中故障单元数量以及位置相关。

阵面性能评价主要通过监校实验获取离线数据，并计算方向图，以获取阵面性能参数。该阵面性能评价方法精度较高，但需要离线进行，在维护模式下灌入测试信号。为在线进行阵面性能评价，研究人员对阵元故障对阵面性能的影响进行了深入研究，例如[1]和[2]

[1]裴晓羽，刘彦，黄风雷.辐射单元失效时相控阵天线辐射特性数值模拟研究[C].第六届全国强动载效应及防护学术会议暨2014年复杂介质/结构的动态力学行为创新研究群体学术研讨会.中国北京.2014-07-13.该文章公开了如何通过模拟方法研究辐射单元失效时阵面辐射特性(方向图参数)的变化规律。

[2]张宏伟，董盛蓝，吕波.平面相控阵天线损伤分析[J].雷达科学与技术.2017，(15)3.该文章公开了一种基于阵元损伤的阵面性能评估方法，其构成是利用阵面划分下不同部位阵元损伤个数估计旁瓣指标恶化数据。不足之处是针对相同位置与个数阵元损伤时没有进行重复试验，统一取最差值，过于严格；通过单一区域进行性能判断，缺少不同区域间的综合判断和对结果的修正，影响评价精度。

发明内容

本发明目的是提供一种相控阵雷达天线阵面性能在线评估方法，能够实时、快速地对当前雷达天线阵面性能进行评估。

具体地说，本发明提供了一种相控阵雷达天线阵面性能在线评估方法，包括：

离线建立阵面性能评价模型，利用所述离线建立的阵面性能评价模型对阵面性能进行实时评价；

所述离线建立阵面性能评价模型包括：

建立阵面性能参数恶化数据与阵元损伤位置之间的对应关系：

利用预设值以及阵面性能参数恶化数据与损伤阵元位置之间的对应关系，对阵元位置进行分级；

建立每一位置级别中阵元损伤个数与阵面性能参数恶化数据之间的关系曲线；

利用所述所有位置级别下阵元损伤个数与阵面性能参数恶化数据之间的关系曲线，结合预设的阵面等级评价表，建立阵面性能评价模型；

所述利用所述离线建立的阵面性能评价模型对阵面性能进行实时评价包括：

实时获取损伤阵元的序号，将其转换成损伤阵元位置；

依据所述损伤阵元位置信息及所述阵元位置级别，将阵元损伤个数分配至不同位置级别中，得到不同位置级别下阵元损伤个数；

对照所述不同位置级别下不同评价等级的阵元损伤个数集合表，分别确定每个阵元位置级别下实际阵元损伤个数属于哪个损伤个数集合，将其对应的评价等级作为该位置级别下阵面健康评价等级；

比较所有阵元位置级别下阵面健康评价等级，将其中最坏的评价等级作为雷达阵面性能评价等级。

进一步的，所述建立阵面性能参数恶化数据与阵元损伤位置之间的对应关系包括：

将雷达天线平面相控阵阵面的等间距矩形格阵排列按照位置顺序依次设定损伤阵元；依次对阵面的所有损伤阵元计算该阵元损伤时的方向图，将该方向图分别按照俯仰向与方位向进行切片，得到一维方向图，从中得到旁瓣增益；将由于该阵元损伤造成的旁边增益的变化作为阵面性能参数恶化数据，建立阵面性能参数恶化数据与损伤阵元位置之间的对应关系。

进一步的，所述利用预设值以及阵面性能参数恶化数据与损伤阵元位置之间的对应关系，对阵元位置进行分级包括；

根据所述阵面性能参数恶化数据，计算得到单个阵元损伤时性能参数恶化数据的取值范围R；利用预设的位置级别数N，将单个阵元损伤时性能参数恶化数据按照间隔R/N进行划分，从而对相应的阵元位置进行分级。

进一步的，所述建立每一位置级别中阵元损伤个数与阵面性能参数恶化数据之间的关系曲线包括：

在属于指定级别的所有阵元中随机选取指定数量的阵元设定其为损伤阵元，计算这些指定数量的阵元所对应的性能参数恶化数据；

重复该步骤K次，K为大于0的整数，每次重新随机选取相同数量的阵元损伤位置，将重复该步骤K次得到的结果取平均值，得到该位置级别中损伤阵元个数与性能参数恶化数据均值的对应关系；

遍历所有位置级别，分别得到所有位置级别下阵元损伤个数与阵面性能参数恶化数据均值之间的关系曲线。

进一步的，所述相控阵雷达天线阵面性能在线评估方法，还包括重复K次计算指定数量的阵元所对应的性能参数恶化数据后，计算性能参数恶化数据标准差σ_j，l，其中l∈[0，N]，N为预设的位置级别数；j∈[1，|M_l|]，|M_l|为位置级别M_l包含的阵元总数，建立性能参数恶化数据落在置信度区间的概率表。

进一步的，针对不同位置级别M_l，将重复K次计算得到的级别M_l中损伤阵元个数j时性能参数恶化数据均值与两倍所述性能参数恶化数据标准差σ_j，l之和作为级别M_l中j个阵元损伤时性能参数恶化最大值，对由损伤阵元个数j与级别M_l中j个阵元损伤时性能参数恶化最大值构成的曲线进行搜索，找到性能参数恶化值范围对应的性能评价等级w的阵元损伤个数集合J_l，w，其中l为位置级别的序号，建立各位置级别下各评价等级与损伤阵元个数集合间的对应关系，作为阵面性能评价模型。

进一步的，当所述由损伤阵元个数j与级别M_l中j个阵元损伤时性能参数恶化最大值构成的曲线并非完全单调递增时，阵元损伤个数集合J_l，w为位置级别M_l下第一次达到评价等级w时阵元损伤个数与第一次达到下一评价等级时阵元损伤个数之间的数值集合。

进一步的，所述相控阵雷达天线阵面性能在线评估方法，还包括当不同阵元位置级别下的最坏的评价等级存在相同情况时，对所述雷达阵面性能评价结果进行修正，具体修正的方法为：

计算降级因子Idx：

其中，w₀为阵面性能评价等级，l₀为健康评价等级为w₀时阵元位置级别集合，

为位置级别l₀中损伤阵元个数，

为为健康评价等级为w₀时阵元位置级别集合l₀中健康状态的最少损伤阵元个数，

为健康评价等级为w₀时阵元位置级别集合l₀中阵元损伤个数；

当Idx大于1时，将雷达阵面性能评价等级下降一级，作为最终的雷达阵面性能评价等级；当Idx不大于1时，保持原雷达阵面性能评价等级。

本发明的相控阵雷达天线阵面性能在线评估方法的有益效果如下：

本发明的相控阵雷达天线阵面性能在线评估方法，通过仿真实验及统计方法预先构建阵元损伤个数及位置与阵面分系统性能参数恶化关联模型，建立相应阵面性能评价模型，再通过实时监测天线阵面组件损伤情况，利用所述评价模型在线评估当前雷达阵面性能参数的退化情况，并据此进行阵面性能状态进行评价，基于本方法能够实时快速地对当前阵面性能进行评估，供后续决策参考。

针对现有技术中，相同位置与个数阵元损伤时没有进行重复试验，统一取最差值，过于严格的问题；本发明通过对阵元位置进行分级；在属于指定位置级别的所有阵元中随机选取不同位置的相同数量的损伤阵元，计算这若干个个阵元所对应的性能参数恶化值；重复该步骤若干次，每次重新随机选取相同数量的阵元损伤位置，将重复的若干次步骤得到的结果取平均数，作为该位置级别中损伤阵元个数与性能参数恶化数据对应关系，可以避免单次取值带来较大的误差；本发明根据统计学中置信度原理，假定重复实验中随机位置因素导致的指标恶化结果误差符合正态分布，计算阵面典型指标恶化结果落在各置信度区间的概率大小，结合典型指标恶化值及阵元损伤个数与位置关系，构建阵面典型性能指标(旁瓣增益)恶化值与对应性能评价等级之间的关系，作为表格化评价模型，可以消除重复实验中随机位置因素的影响。

针对现有技术中，通过单一区域进行性能判断，缺少不同区域间的综合判断和对结果的修正，影响评价精度的问题，当不同阵元位置级别下最坏健康评价有并列时，评价结果处于模糊状态，本发明基于降级因子对模糊的初步判断结果进行修正和优化，从而使得评价结果更加符合实际情况。

当不同阵元位置级别下最坏健康评价有并列时，评价结果处于模糊状态，本发明基于降级因子对模糊的初步判断结果进行修正和优化，从而使得评价结果更加符合实际情况。

附图说明

图1是本发明实施例的流程图。

图2是本发明实施例的健康状态的雷达方向图示意图。

图3是本发明实施例的健康状态的雷达一维方向图剖面示意图。

图4是本发明实施例的最高旁瓣与损伤阵元位置间关系示意图。

图5是本发明实施例的损伤阵元位置分级结果示意图。

图6是图5的第三等级区域内阵元损伤个数与最高旁边关系实验结果示意图。

图7是本发明实施例的95％置信概率下不同区域内阵元损伤个数与最高旁瓣之间的关系示意图。

图8是图7的不同区域内阵元损伤个数与最高旁瓣上界之间的关系示意图。

图9是本发明实施例的阵面中阵元损伤情况示意图。

具体实施方式

下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步详细描述。

本发明的一个实施例，为一种相控阵雷达天线阵面性能在线评估方法，流程如图1所示，包括以下步骤。

步骤100，离线建立阵面性能评价模型，具体包括：

步骤101，建立阵元损伤位置与阵面性能参数恶化数据之间的关系。

相控阵雷达的阵面性能参数包括旁瓣增益、波束宽度等。包括本申请背景技术中文献[1]等在内的现有技术表明，随机分布下的阵元损伤对旁瓣增益影响最大，而对波束宽度与波束指向影响较小，因此本发明中选取旁瓣增益的变化作为阵面性能参数恶化数据，用于评价阵元损伤时相控阵雷达的阵面性能指标。

将雷达天线平面相控阵阵面的等间距矩形格阵排列按照位置顺序依次设定损伤阵元，根据相控阵雷达原理，等间距矩形格阵排列的平面相控阵天线方向图函数可表示为：

其中，

分别代表方位角与俯仰角，

为天线单元方向图，

为阵列的空间因子。

满足下式：

其中，v为阵元的序号，V为阵元总数，c_v为流过阵元v的复电流；阵元v与扫描方位

的关系函数

r_v代表阵元v相对于远场参考点(单位距离，方位为

的距离矢量，r₀代表阵面中心参考点相对于远场参考点(单位距离，方位为

的距离矢量；k＝2π/λ，k为波数，λ为电磁波波长。公式(2)适用于远场，即参考点与天线间的距离r₀远大于天线尺寸d，优选的，判断参考点与天线间的距离r₀远大于天线尺寸d的标准为|r₀|≥2d²/λ，本发明中方向图及指标均假定在远场条件下获得。

一般情况下在进行阵面性能仿真实验时不考虑阵元因子的影响，默认其为全方向性的阵元，即

按照位置顺序依次设置损伤阵元，设置完成后，最高旁瓣与损伤阵元位置之间的关系如图2所示。图2所示的最高旁瓣与损伤阵元位置之间的关系表中，横坐标、纵坐标分别表示损伤阵元在x、y方向的编号，颜色深浅代表最高旁瓣幅值，可以看出当越靠近中心的阵元发生故障时，最高旁瓣幅值抬高越严重，阵面性能越差。

定义通道是否完好状态的标志为I(v)，假设序号为v₀的单个阵元损伤，其余阵元正常，则有：

则可以根据式(2)和式(3)得到计算阵元v₀损伤时的方向图

的公式：

将方向图

分别按照俯仰向θ＝0与方位向

进行切片，得到一维方向图，其中第二大极大值即为俯仰向或方位向的旁瓣增益，两者较大者S(v₀)即为旁瓣增益，该指标越小越好，定义该过程算子为SLB()。

没有阵元损伤时旁瓣增益SLB₀为：

当阵元v₀损伤时，旁瓣增益SLB(S(v₀))为：

选取旁瓣增益的变化ΔSLB(v₀)作为阵面性能参数恶化数据，来反映阵元v₀损伤时阵面性能参数恶化情况。由于阵元v₀损伤，造成的阵面性能参数恶化数据ΔSLB(v₀)可根据下式计算得到：

不断修改v₀的取值，覆盖阵面的所有阵元，即可建立阵元序号v₀与阵面性能参数恶化数据ΔSLB(v₀)的对应关系，而阵元序号v₀与阵面所在位置一一对应，即有：

其中

为阵元v₀在阵面中的位置，至此建立了阵面性能参数恶化数据ΔSLB(v₀)与损伤阵元位置

间的对应关系。

步骤102，利用预设值以及阵面性能参数恶化数据与损伤阵元位置之间的对应关系，对阵元位置进行分级。

根据步骤101中计算得到的性能参数恶化数据ΔSLB(v)，v∈[1，V]，计算得到单个阵元损伤时性能参数恶化数据的取值范围R：

R＝max(SLB(v))-min(SLB(v)) (9)

利用预先设定的位置级别数N，将单个阵元损伤时性能参数恶化数据按照恶化间隔ΔR＝R/N进行划分，从而对相应的阵元位置进行分级，分成M₀，M₁，…，M_l，…，M_N，共N级，即：

M₀＝{(x_v，y_v)|ΔSLB(v)∈[min(ΔSLB(v))，min(ΔSLB(v))+ΔR))}， (10)

M₁＝{(x_v，y_v)|ΔSLB(v)∈[min(ΔSLB(v))+ΔR)，min(ΔSLB(v))+2ΔR))}，M

M_N＝{(x_v，y_v)|ΔSLB(v)∈[max(ΔSLB(v)-ΔR)，max(ΔSLB(v))]}.

步骤103，建立每一级M₁，(l∈[0，N])中阵元损伤个数j与阵面性能参数恶化数据之间的关系曲线。

根据步骤102的恶化评价级别划分，在属于位置级别M_l的所有阵元中随机选取j个阵元设定其为损伤阵元，其中j∈[1，|M_l|]，|M_l|为位置级别M_l包含的阵元总数；计算这j个阵元所对应的性能参数恶化数据；接下来重复选取和计算步骤K次，K为大于0的整数，每次重新随机选取j个阵元损伤位置，假设第k次实验(k∈[1，K])中所得性能参数恶化数据结果为：

其中，v为损伤阵元的集合，其中损伤阵元的个数为|v|＝j。

将重复上述选取和计算步骤K次得到的结果取平均值，得到位置级别M_l中损伤阵元个数j与性能参数恶化数据均值

的对应关系，同时计算出重复K次步骤时性能参数恶化数据标准差σ_j，l，即：

遍历所有位置级别M_l，重复上述操作，分别得到所有N个位置级别M_l，l＝1，2，...，N下阵元损伤个数j与阵面性能参数恶化数据均值之间的关系曲线，即：

在针对级别M_l中的j个损伤阵元进行重复试验时，由于损伤位置随机，导致每次阵面性能参数恶化数据不同。根据统计学中置信度原理，假定重复实验中随机位置因素导致的阵面性能参数恶化数据误差符合正态分布，则阵面性能参数恶化数据落在置信度区间的概率大小参见表1。

表1

可以看出，阵面性能参数恶化数据落在

中的概率为95％，而由于正态分布的对称性，可知阵面性能参数恶化数据小于

的概率为97.5％。统计学中，小概率事件认为不会发生，因此可将

作为级别M_l中j个阵元损伤时阵面性能参数恶化最大值，用于后续构建评价模型。

步骤104，利用前述步骤得到的典型指标恶化值及阵元损伤个数与位置关系，结合预设的阵面等级评价表(即阵面性能参数恶化数据与对应性能评价等级之间的关系，参见表2)，离线建立阵面性能评价模型(参见表3)。

表2

具体为：针对不同位置级别M_l，考虑置信度范围，对阵元损伤个数为j时阵面性能参数恶化最大值为

对曲线

进行搜索，找到性能参数恶化值范围对应的性能评价等级w的阵元损伤个数集合J_l，w，如下式所示，即阵面性能评价模型，参见表3。

…

表3

需要注意的是，由于某些场景下曲线

并非完全单调递增，此时损伤个数J_l，w(1为位置级别，w为评价等级)为位置级别M_l下第一次达到评价等级w时阵元损伤个数与第一次达到下一评价等级时阵元损伤个数之间的数值集合。

步骤200，利用离线建立的阵面性能评价模型对阵面性能进行实时评价，具体包括：

步骤201，在雷达工作时依据阵元自身BIT信息，实时获取损伤阵元的序号，并将其转换成损伤阵元位置信息；

步骤202，综合评价，包括：

(1)依据损伤阵元位置信息，及步骤102中得到的阵元位置级别，将阵元损伤个数分配至不同位置级别M_l中，得到不同位置级别下阵元损伤个数j_l；

(2)对照步骤104中不同位置级别下不同评价等级的阵元损伤个数集合表，分别确定N个阵元位置级别中，每个阵元位置级别下实际阵元损伤个数j_l属于哪个损伤个数集合J_l，w，将其对应的评价等级w作为该位置级别下阵面健康评价等级；

(3)比较N个阵元位置级别中，所有阵元位置级别，输出其中最坏的评价等级作为雷达阵面性能评价等级。

(4)进一步的，在另一个实施例中，当不同阵元位置级别M_l下最坏的评价等级存在相同情况时，阵面的健康状况处于模糊状态，还需对雷达阵面性能评价结果进行修正。具体修正方法如下：

计算降级因子：

其中，w₀为阵面性能评价等级，l₀为健康评价等级为w₀时阵元位置级别集合，

为位置级别l₀中损伤阵元个数，

为为健康评价等级为w₀时阵元位置级别集合l₀中健康状态的最少损伤阵元个数，

为健康评价等级为w₀时阵元位置级别集合l₀中阵元损伤个数。

计算Idx值，当结果大于1时，将雷达阵面性能评价等级由w₀下降一级，作为最终的雷达阵面性能评价等级；当结果不大于1时，保持原雷达阵面性能评价等级w₀。

步骤203，进一步的，在另一个实施例中，在得到阵面性能评价结果后，可以将阵元损伤位置、阵面性能评价结果进行显示与输出。

在另一个实施例中，采用Matlab软件作为雷达仿真软件，仿真参数设定如下：

·电磁波波长λ：120mm；

·阵面x方向阵元数：20；

·阵面y方向阵元数：20；

·阵面x方向间距：60mm；

·阵面y方向间距：60mm；

·阵面加权形式：30分贝切比雪夫权(加权系数包含于流过阵元v的复电流c_v中)；

·健康阵元参数：I＝1，Q＝0；损伤阵元形式：无输出，I＝0，Q＝0(加权系数包含于流过阵元v的复电流c_v中)。

当阵元全部健康时，方向图如图3所示，通过仿真软件仿真得到最高旁瓣为-30.017dB，如图4所示。

根据步骤101，建立阵元损伤位置与阵面性能参数恶化数据之间的关系，如图2所示。

根据步骤102，计算单个阵元损伤对阵面性能参数的影响范围R：

R＝max(SLB(v))-min(SLB(v))＝1.3858dB

设定级别数N＝5，按照间隔ΔR＝R/N＝0.2772dB对损伤阵元位置进行分级，即：

M₁＝{(x_v，y_v)|ΔSLB(v)∈[-29.9248，-29.6477]}，

M₂＝{(x_v，y_v)|ΔSLB(v)∈[-29.6477，-29.3705]}，

M₃＝{(x_v，y_v)|ΔSLB(v)∈[-29.3705，-29.0934]}，

M₄＝{(x_v，y_v)|ΔSLB(v)∈[-29.0934，-28.8162]}，

M₅＝{(x_v，y_v)|ΔSLB(v)∈[-28.8162，-28.5390]}.

分级结果如图5所示。

根据步骤103，分别建立每一级中阵元损伤个数与阵面性能参数恶化数据之间的关系。

首先选定级别M_l，阵元损伤个数j从1到该级别阵元个数|M_l|，并在每一个损伤个数j时位置在M_l内重新随机分布重复40次实验计算阵面性能参数恶化数据，图5中区域3内阵元损伤与最高旁瓣增益间关系如图6所示。可以看出，随着损伤阵元个数j上升，阵面最高旁瓣增益逐渐抬升，性能变差。对级别M₁-M₅分别重复该实验，计算各位置级别，各阵元损伤个数下，重复实验中最高旁瓣增益的平均幅值及95％置信度(2倍标准差)下最高旁瓣增益幅值，结果如图7所示。图7显示95％置信概率下不同位置级别内阵元损伤个数与最高旁瓣增益之间的关系，其中，圆圈部分代表该位置级别各阵元损伤数的最高旁瓣增益的平均幅值，竖线代表着不同损伤位置分布下最高旁瓣落在竖线范围(指最高旁瓣的2倍标准差)内概率为95％。

根据步骤104，确定表格化的阵面性能评价模型。通常情况下阵面最高旁瓣增益幅值越低越好，因此考虑单边置信度，在95％双边置信度情况下单边置信度为97.5％，即：

本实施例的实验中将最高旁瓣增益幅值上界设定为

如图8所示，对曲线

进行搜索，结合阵面评价知识，设计表格化的阵面性能评价模型，参见表4。

表4

在得到表格化评价模型后，按照步骤200(具体包括201、202)，利用离线建立的评价模型对阵面性能进行实时评价。

假设阵面中阵元损伤境况如图9所示，共有8个(8/400＝2％)阵元损伤，此时通过公式(4)进行仿真计算得到最高旁瓣为-27.643dB，按照标准属于亚健康级别。

采用本发明的相控阵雷达天线阵面性能在线评估方法对如图9所示的阵面进行评价，图5所示的损伤阵元所属位置区域参见表5。

表5

位置	M1	M2	M3	M4	M5
						损伤阵元个数	1	3	1	2	1

对比表格化评价模型，发现M1～M5这五个位置级别均为健康状态，存在模糊，则计算降级因子Idx：

参见表5可得各个位置级别中损伤阵元个数

参见表4可知，各个位置级别中健康状态的最少损伤阵元个数

均为0。

由于Idx＞1，因此整体评价下降一级，为亚健康状态，与通过公式(4)进行仿真计算得到的结果一致。

重复多次实验，结果参见表6。

表6

表6的结果证明，按照本发明的相控阵雷达天线阵面性能在线评估方法，在实验中得到的表格化评价模型能够很好地对阵面性能进行评估，与实际由仿真计算得到的结果较为吻合，且计算简单，具备一定的实时性。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (8)

1.一种相控阵雷达天线阵面性能在线评估方法，其特征在于，包括：

离线建立阵面性能评价模型，利用所述离线建立的阵面性能评价模型对阵面性能进行实时评价；

所述离线建立阵面性能评价模型包括：

建立阵面性能参数恶化数据与阵元损伤位置之间的对应关系：

利用预设值以及阵面性能参数恶化数据与损伤阵元位置之间的对应关系，对阵元位置进行分级；

建立每一位置级别中阵元损伤个数与阵面性能参数恶化数据之间的关系曲线；

利用所述所有位置级别下阵元损伤个数与阵面性能参数恶化数据之间的关系曲线，结合预设的阵面等级评价表，建立阵面性能评价模型；

所述利用所述离线建立的阵面性能评价模型对阵面性能进行实时评价包括：

实时获取损伤阵元的序号，将其转换成损伤阵元位置；

依据所述损伤阵元位置信息及所述阵元位置级别，将阵元损伤个数分配至不同位置级别中，得到不同位置级别下阵元损伤个数；

对照所述不同位置级别下不同评价等级的阵元损伤个数集合表，分别确定每个阵元位置级别下实际阵元损伤个数属于哪个损伤个数集合，将其对应的评价等级作为该位置级别下阵面健康评价等级；

比较所有阵元位置级别下阵面健康评价等级，将其中最坏的评价等级作为雷达阵面性能评价等级。

2.根据权利要求1所述的相控阵雷达天线阵面性能在线评估方法，其特征在于，所述建立阵面性能参数恶化数据与阵元损伤位置之间的对应关系包括：

将雷达天线平面相控阵阵面的等间距矩形格阵排列按照位置顺序依次设定损伤阵元；依次对阵面的所有损伤阵元计算该阵元损伤时的方向图，将该方向图分别按照俯仰向与方位向进行切片，得到一维方向图，从中得到旁瓣增益；将由于该阵元损伤造成的旁边增益的变化作为阵面性能参数恶化数据，建立阵面性能参数恶化数据与损伤阵元位置之间的对应关系。

3.根据权利要求1所述的相控阵雷达天线阵面性能在线评估方法，其特征在于，所述利用预设值以及阵面性能参数恶化数据与损伤阵元位置之间的对应关系，对阵元位置进行分级包括；

根据所述阵面性能参数恶化数据，计算得到单个阵元损伤时性能参数恶化数据的取值范围R；利用预设的位置级别数N，将单个阵元损伤时性能参数恶化数据按照间隔R/N进行划分，从而对相应的阵元位置进行分级。

4.根据权利要求3所述的相控阵雷达天线阵面性能在线评估方法，其特征在于，所述建立每一位置级别中阵元损伤个数与阵面性能参数恶化数据之间的关系曲线包括：

在属于指定级别的所有阵元中随机选取指定数量的阵元设定其为损伤阵元，计算这些指定数量的阵元所对应的性能参数恶化数据；

重复该步骤K次，K为大于0的整数，每次重新随机选取相同数量的阵元损伤位置，将重复该步骤K次得到的结果取平均值，得到该位置级别中损伤阵元个数与性能参数恶化数据均值的对应关系；

遍历所有位置级别，分别得到所有位置级别下阵元损伤个数与阵面性能参数恶化数据均值之间的关系曲线。

5.根据权利要求4所述的相控阵雷达天线阵面性能在线评估方法，其特征在于，还包括重复K次计算指定数量的阵元所对应的性能参数恶化数据后，计算性能参数恶化数据标准差σ_j，l，其中l∈[0，N]，N为预设的位置级别数；j∈[1，|M_l|]，|M_l|为位置级别M_l包含的阵元总数，建立性能参数恶化数据落在置信度区间的概率表。

6.根据权利要求5所述的相控阵雷达天线阵面性能在线评估方法，其特征在于，针对不同位置级别M_l，将重复K次计算得到的级别M_l中损伤阵元个数j时性能参数恶化数据均值与两倍所述性能参数恶化数据标准差σ_j，l之和作为级别M_l中j个阵元损伤时性能参数恶化最大值，对由损伤阵元个数j与级别M_l中j个阵元损伤时性能参数恶化最大值构成的曲线进行搜索，找到性能参数恶化值范围对应的性能评价等级w的阵元损伤个数集合J_l，w，其中l为位置级别的序号，建立各位置级别下各评价等级与损伤阵元个数集合间的对应关系，作为阵面性能评价模型。

7.根据权利要求6所述的相控阵雷达天线阵面性能在线评估方法，其特征在于，当所述由损伤阵元个数j与级别M_l中j个阵元损伤时性能参数恶化最大值构成的曲线并非完全单调递增时，阵元损伤个数集合J_l，w为位置级别M_l下第一次达到评价等级w时阵元损伤个数与第一次达到下一评价等级时阵元损伤个数之间的数值集合。

8.根据权利要求1～7任一所述的相控阵雷达天线阵面性能在线评估方法，其特征在于，还包括当不同阵元位置级别下的最坏的评价等级存在相同情况时，对所述雷达阵面性能评价结果进行修正，具体修正的方法为：

计算降级因子Idx：

其中，w₀为阵面性能评价等级，l₀为健康评价等级为w₀时阵元位置级别集合，

为位置级别l₀中损伤阵元个数，

为为健康评价等级为w₀时阵元位置级别集合l₀中健康状态的最少损伤阵元个数，

为健康评价等级为w₀时阵元位置级别集合l₀中阵元损伤个数；

当Idx大于1时，将雷达阵面性能评价等级下降一级，作为最终的雷达阵面性能评价等级；当Idx不大于1时，保持原雷达阵面性能评价等级。

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