CN113671457B - 一种被动雷达传感器截获参数的筛选系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种被动雷达传感器截获参数的筛选系统及方法，属于无人机载荷参数的筛选领域，系统包括：被动雷达传感器、三维转台、转台伺服驱动器、数据处理平台、矢量信号源和辐射天线；其中，数据处理平台用于生成测试参数矩阵；并根据测试参数矩阵中的各个阵元数据顺次设置被动雷达传感器；也用于利用待模拟辐射源的测试参数特征生成正交数字基带数据；也用于选择截获时间最小值对应的测试参数矩阵中的阵元数据作为最佳截获参数；本发明相比于传统的数学分析模型，获取的被动雷达传感器的参数更具有参考性；避免了采用实物试验消耗无人机，降低了试验成本和减少了周期；而且测试参数矩阵提供了若干被动雷达传感器的参数，数据覆盖面全面。

Description

一种被动雷达传感器截获参数的筛选系统及方法

技术领域

本发明属于无人机载荷参数的筛选领域，更具体地，涉及一种被动雷达传感器截获参数的筛选系统及方法。

背景技术

为压制和摧毁地面雷达，采用装有被动传感器的反辐射无人机是一种有效的方式。被动雷达传感器对目标信号截获后才能转入攻击程序，因此对时敏目标打击时截获时间成为关键问题。为了降低截获时间，必须对被动雷达传感器截获概率进行研究。

无人机被动雷达传感器由于受到尺寸、重量和功耗等指标的限制，通常设置为搜索式截获接收机，在空域、频域、时域等参数域均需要对目标信号进行搜索，截获概率成为对时敏目标搜索的至关重要参数。现有技术通过计算机仿真的方式，分析了导引头视场与目标指示误差的因素，提出了一种提高截获概率的空域搜索方式；也有现有技术通过对几种主要误差参数源进行数学建模，采用蒙特卡罗仿真的方法模拟近似真实环境中的截获问题，分析参数精度对截获概率的影响；同时也有现有技术通过matlab模拟近似真实环境下的战技术指标，主要从空域和频域两个方面分析了无源侦察设备对主动雷达导引头的截获概率和截获时间。可见，传统的无源侦察对雷达的截获概率问题需要建立相应的数学分析模型，由于模型采用了理想化的参数，分析的结果具有指导意义，然而在实际运用时具有一定的偏差，可信度不高；而实物试验又由于无人机为消耗性武器的特征使其具有成本高、周期长、参数不全面的特点。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种被动雷达传感器截获参数的筛选系统及方法，旨在解决现有的无源侦察对雷达截获概率建立数学分析模型，获取的参数为理想化参数，参考性较弱；同时采用实物试验成本极高、周期又长且参数不全面的问题。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种无人机被动雷达传感器截获参数的筛选系统，包括：被动雷达传感器、三维转台、转台伺服驱动器、数据处理平台、矢量信号源和辐射天线；

被动雷达传感器安装于三维转台上；三维转台的输入端与转台伺服驱动器的输出端相连；转台伺服驱动器的输入端与数据处理平台的第一输入端连接；数据处理平台的第二输出端与矢量信号源的输入端连接；被动雷达传感器与数据处理平台的第三输入端双向数据传输；矢量信号源的输出端与辐射天线连接；

数据处理平台用于利用待测被动雷达传感器的测试参数特征生成测试参数矩阵；根据测试参数矩阵中的各个阵元数据顺次设置被动雷达传感器；且将运动参数传输至转台伺服驱动器，并提供被动雷达传感器指令控制；

且利用待模拟辐射源的测试参数特征生成模拟辐射源的参数矢量；基于模拟辐射源的参数矢量建立脉冲调制特征、脉内特征以及扫描特征，进而生成正交数字基带数据，传输至矢量信号源；

待被动雷达传感器启动后记载截获时间，选择截获时间最小值对应的测试参数矩阵中阵元数据作为最佳截获参数；

被动雷达传感器用于在转台伺服驱动器的驱动下随着三维转台运动，并在电磁波辐射的作用下截获雷达，并将截获信息和截获时间反馈至数据处理平台；

三维转台用于控制被动雷达传感器做方位、俯仰和滚转维度的运动，模拟无人机飞行条件下被动雷达传感器的姿态变化；

矢量信号源用于接收正交数字基带数据，生成基带信号并上变频至指定的射频信号发射出去；辐射天线用于将矢量信号源的射频信号转换为电磁波辐射出去；

矢量信号源和辐射天线构建为待模拟辐射源，模拟雷达发送信号。

优选地，数据处理平台包括传感器控制子平台、主控子平台和辐射源模拟子平台；

传感器控制子平台的一端与被动雷达传感器双向传输，其另一端与主控子平台的一端双向传输；主控子平台的另一端与辐射源模拟子平台的输入端连接；

主控子平台用于利用待测被动雷达传感器的测试参数特征生成测试参数矩阵；且将运动参数传输至转台伺服驱动器；

也用于利用待模拟辐射源的测试参数特征生成模拟辐射源的参数矢量；

也用于待被动雷达传感器启动后接收截获信息及截获时间，选择截获时间最小值对应的测试参数矩阵中阵元数据作为最佳截获参数；

传感器控制子平台用于顺次接收测试参数矩阵中的各阵元，并根据阵元设置被动雷达传感器的特征参数；

且用于提供对被动雷达传感器的指令控制；

还用于接收被动雷达传感器的输出信息并将其中的截获信息及截获时间传递给主控子平台；

辐射源模拟子平台用于基于模拟辐射源的参数矢量中的时间参数建立脉冲调制特征和脉内特征，同时将模拟辐射源的参数矢量中的幅度值序列模拟成扫描特征；基于脉冲调制特征、脉内特征和扫描特征生成正交数字基带数据，传输至矢量信号源。

优选地，主控子平台包括：测试任务管理模块、测试参数生成模块、测试逻辑执行模块、测试效能分析模块、显示模块和通信模块；

测试任务管理模块用于建立待测被动雷达传感器和待模拟辐射源的测试参数特征，并管理截获参数测试任务；

测试参数生成模块用于根据待测被动雷达传感器的测试参数特征，生成测试参数矩阵；且用于根据待模拟辐射源的测试参数特征，生成模拟辐射源的参数矢量；其中，测试参数特征包括测试参数特征中心值、参数范围值以及待测特征参数测试步长；模拟辐射源的参数矢量包括时间参数和待模拟辐射源参数幅度值序列；

测试逻辑执行模块用于遍历测试参数矩阵和模拟辐射源的参数矢量，控制模拟辐射源和被动雷达传感器的工作顺序；

测试效能分析模块用于对测试参数矩阵中各阵元对应的截获时间进行统计分析，筛选出截获时间最小值对应的测试参数矩阵中阵元，作为最佳截获参数；

显示模块用于对被动雷达传感器、三维转台、传感器控制子平台和辐射源模拟子平台的状态显示；

通信模块用于实现对被动雷达传感器、三维转台、传感器控制子平台和辐射源模拟子平台的控制和数据通信。

传感器控制子平台包括：传感器参数设置模块、传感器指令控制模块和传感器数据回传模块；

传感器参数设置模块用于顺次接收主控子平台生成的测试参数矩阵中的各阵元，对被动雷达传感器的特征参数进行设置；

传感器指令控制模块用于提供对被动雷达传感器的指令控制；

传感器数据回传模块用于接收被动雷达传感器的输出信息，并将输出信息中的截获信息及截获时间传递给主控子平台。

优选地，辐射源模拟子平台包括信号特征模拟模块、扫描特征模拟模块和基带信号生成模块；

信号特征模拟模块用于根据时间参数生成脉冲调制特征和脉内特征；

扫描特征模拟模块用于将幅度值序列模拟成扫描特征；

基带信号生成模块用于根据脉冲调制特征、脉内特征和扫描特征生成正交数字基带数据。

另一方面，基于上述的无人机被动雷达传感器截获参数的筛选系统，本发明提供了相应的筛选系统，包括以下步骤：

（1）基于截获参数测试任务，建立待测被动雷达传感器的测试参数特征与待模拟辐射源的测试参数特征；

（2）利用待模拟辐射源的测试参数特征，建立脉冲调制特征、脉内特征以及扫描特征，进而生成正交数字基带数据；

（3）根据正交数字基带数据生成基带信号并上变频至指定的射频信号；

（4）利用辐射天线将射频信号转换为电磁波进行辐射；

（5）利用待测被动雷达传感器的测试参数特征生成测试参数矩阵；

（6）从测试参数矩阵中的第一个阵元开始顺次选择阵元，设置被动雷达传感器；

（7）根据运动参数利用转台伺服驱动器驱动被动雷达传感器运动，模拟无人机飞行条件下被动雷达传感器的姿态变化；

（8）基于电磁波辐射和被动雷达传感器的当前姿态，在指令控制的作用下截获雷达，并记录截获时间和截获信息；

（9）选择截获时间最小值对应的所述测试参数矩阵中阵元数据作为最佳截获参数。

优选地，根据当前阵元设置被动雷达传感器后，重复步骤（7）和（8），直至到达最大迭代次数，取多个截获时间的均值作为当前阵元对应的截获时间。

优选地，利用待模拟辐射源的测试参数特征建立脉冲调制特征、脉内特征以及扫描特征的方法为：

根据待模拟辐射源的测试参数特征中的时间参数生成脉冲调制特征和脉内特征；

将幅度值序列模拟成扫描特征。

优选地，利用待测被动雷达传感器的测试参数特征生成测试参数矩阵的方法为；

待测被动雷达传感器的测试参数特征的参数范围由测试参数特征参数的中心值及参数范围值描述；

待测被动雷达传感器的测试参数特征的变化离散值由测试步长表征；

根据测试参数特征参数的中心值、参数范围值以及测试步长建立测试参数矩阵。

优选地，截获时间的获取方法为：启动被动雷达传感器时计时，待被动雷达传感器截获状态时刻t后或者超过预设时间T _th 后计时结束，记录截获时间。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明采用数据处理平台分两大块模拟无人机侦察雷达的情况，在辐射源模拟这块，数据处理平台利用待模拟辐射源的测试参数特征生成正交数字基带数据，进而形成电磁波辐射出去，实现对雷达发送信号过程的模拟；在无人机模拟这块，提出采用被动雷达传感器安装于三维转台，通过三维转台控制被动雷达传感器做方位、俯仰和滚转维度的运动，模拟无人机飞行条件下被动雷达传感器的姿态变化；而三维转台的控制是由数据处理平台中的运动参数控制转台伺服驱动器；同时对被动雷达传感器的参数设置，数据处理平台利用待测被动雷达传感器的测试参数特征生成测试参数矩阵；按照各个阵元设置被动雷达传感器；上述数据处理平台的两大块实现了无人机侦察雷达的情况；在此基础上，通过对被动雷达传感器和辐射源模拟的不同参数设置，数据处理平台接收各种参数情况下的截获时间，比较截获时间，筛选出被动雷达传感器的最佳截获参数。本发明通过数据处理平台控制被动雷达传感器的参数，实时接收被动雷达传感器对雷达信号的截获时间，并不是采用理想化参数；相比于传统的数学分析模型，获取的被动雷达传感器的参数更具有参考性；同时在无人机模拟方面利用被动雷达传感器模拟；雷达模拟方面利用矢量信号源加辐射天线模拟雷达发送信号，避免了采用实物试验消耗无人机，降低了试验成本和减少了周期；而且测试参数矩阵提供了若干被动雷达传感器的参数，数据覆盖面全面。

本发明提供的被动雷达传感器截获参数的筛选方法获取的被动雷达传感器的参数，是以截获时间评判筛选出来的，因此，本发明采用被动雷达传感器的参数设置无人机参数，可以提高无人机对时敏目标的截获概率。

本发明通过测试任务管理模块建立了待测被动雷达传感器和待模拟辐射源的测试参数特征，其中待测被动雷达传感器的测试参数特征包括被动雷达传感器的型号批次和参数范围特征，通过待测被动雷达传感器的测试参数特征生成测试参数矩阵，测试参数矩阵由被动雷达传感器的时域、频域参数范围和测试步长生成，因此，本发明可以实现被动雷达传感器的时域、频域、空域和能域多维参数的筛选。

附图说明

图1是本发明实施例提供的无人机被动雷达传感器截获参数的筛选系统的结构框架图；

图2是本发明实施例提供的无人机被动雷达传感器截获参数的筛选系统的实物示意图；

标记说明：

1：被动雷达传感器；2：三维转台；3：转台伺服驱动器；4：传感器控制计算机；5：主控计算机；6：交换机；7：辐射源模拟计算机；8：矢量信号源；9：辐射天线。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一方面，本发明提供了一种无人机被动雷达传感器截获参数的筛选系统，包括：被动雷达传感器、三维转台、转台伺服驱动器、数据处理平台、矢量信号源和辐射天线；

被动雷达传感器安装于三维转台上；三维转台的输入端与转台伺服驱动器的输出端相连；转台伺服驱动器的输入端与数据处理平台的第一输入端连接；数据处理平台的第二输出端与矢量信号源的输入端连接；被动雷达传感器与数据处理平台的第三输入端双向数据传输；矢量信号源的输出端与辐射天线连接；

数据处理平台用于利用待测被动雷达传感器的测试参数特征生成测试参数矩阵；根据测试参数矩阵中的各个阵元数据顺次设置被动雷达传感器；且将运动参数传输至转台伺服驱动器，并提供被动雷达传感器指令控制；

且利用待模拟辐射源的测试参数特征生成模拟辐射源的参数矢量；基于模拟辐射源的参数矢量建立脉冲调制特征、脉内特征以及扫描特征，进而生成正交数字基带数据，传输至矢量信号源；

待被动雷达传感器启动后记载截获时间，选择截获时间最小值对应的测试参数矩阵中阵元数据作为最佳截获参数；

被动雷达传感器用于在转台伺服驱动器的驱动下随着三维转台运动，并在电磁波辐射的作用下截获雷达，并将截获信息和截获时间反馈至数据处理平台；

三维转台用于控制被动雷达传感器做方位、俯仰和滚转维度的运动，模拟无人机飞行条件下被动雷达传感器的姿态变化；

矢量信号源用于接收正交数字基带数据，生成基带信号并上变频至指定的射频信号发射出去；辐射天线用于将矢量信号源的射频信号转换为电磁波辐射出去；

矢量信号源和辐射天线在主控计算机的控制下构建为待模拟辐射源，模拟雷达发送信号。

优选地，数据处理平台包括传感器控制子平台、主控子平台和辐射源模拟子平台；

传感器控制子平台的一端与被动雷达传感器双向传输，其另一端与主控子平台的一端双向传输；主控子平台的另一端与辐射源模拟子平台的输入端连接；

主控子平台用于利用待测被动雷达传感器的测试参数特征生成测试参数矩阵；且将运动参数传输至转台伺服驱动器；

也用于利用待模拟辐射源的测试参数特征生成模拟辐射源的参数矢量；

也用于待被动雷达传感器启动后接收截获信息及截获时间，选择截获时间最小值对应的测试参数矩阵中阵元数据作为最佳截获参数；

传感器控制子平台用于顺次接收测试参数矩阵中的各阵元，并根据阵元设置被动雷达传感器的特征参数；

且用于提供对被动雷达传感器的指令控制；

还用于接收被动雷达传感器的输出信息并将其中的截获信息及截获时间传递给主控子平台；

辐射源模拟子平台用于基于模拟辐射源的参数矢量中的时间参数建立脉冲调制特征和脉内特征，同时将模拟辐射源的参数矢量中的幅度值序列模拟成扫描特征；基于脉冲调制特征、脉内特征和扫描特征生成正交数字基带数据，传输至矢量信号源。

优选地，主控子平台包括：测试任务管理模块、测试参数生成模块、测试逻辑执行模块、测试效能分析模块、显示模块和通信模块；

测试任务管理模块用于建立待测被动雷达传感器和待模拟辐射源的测试参数特征，并管理截获参数测试任务；

测试参数生成模块用于根据待测被动雷达传感器的测试参数特征，生成测试参数矩阵；且用于根据待模拟辐射源的测试参数特征，生成模拟辐射源的参数矢量；其中，测试参数特征包括测试参数特征中心值、参数范围值以及待测特征参数测试步长；模拟辐射源的参数矢量包括时间参数和待模拟辐射源参数幅度值序列；

测试逻辑执行模块用于遍历测试参数矩阵和模拟辐射源的参数矢量，控制模拟辐射源和被动雷达传感器的工作顺序；

测试效能分析模块用于对测试参数矩阵中各阵元对应的截获时间进行统计分析，筛选出截获时间最小值对应的测试参数矩阵中阵元，作为最佳截获参数；

显示模块用于对被动雷达传感器、三维转台、传感器控制子平台和辐射源模拟子平台的状态显示；

通信模块用于实现对被动雷达传感器、三维转台、传感器控制子平台和辐射源模拟子平台的控制和数据通信。

传感器控制子平台包括：传感器参数设置模块、传感器指令控制模块和传感器数据回传模块；

传感器参数设置模块用于顺次接收主控子平台生成的测试参数矩阵中的各阵元，对被动雷达传感器的特征参数进行设置；

传感器指令控制模块用于提供对被动雷达传感器的指令控制；

传感器数据回传模块用于接收被动雷达传感器的输出信息，并将输出信息中的截获信息及截获时间传递给主控子平台。

优选地，辐射源模拟子平台包括信号特征模拟模块、扫描特征模拟模块和基带信号生成模块；

信号特征模拟模块用于根据时间参数生成脉冲调制特征和脉内特征；

扫描特征模拟模块用于将幅度值序列模拟成扫描特征；

基带信号生成模块用于根据脉冲调制特征、脉内特征和扫描特征生成正交数字基带数据。

另一方面，基于上述的无人机被动雷达传感器截获参数的筛选系统，本发明提供了相应的筛选系统，包括以下步骤：

（1）基于截获参数测试任务，建立待测被动雷达传感器的测试参数特征与待模拟辐射源的测试参数特征；

（2）利用待模拟辐射源的测试参数特征，建立脉冲调制特征、脉内特征以及扫描特征，进而生成正交数字基带数据；

（3）根据正交数字基带数据生成基带信号并上变频至指定的射频信号；

（4）利用辐射天线将射频信号转换为电磁波进行辐射；

（5）利用待测被动雷达传感器的测试参数特征生成测试参数矩阵；

（6）从测试参数矩阵中的第一个阵元开始顺次选择阵元，设置被动雷达传感器；

（7）根据运动参数利用转台伺服驱动器驱动被动雷达传感器运动，模拟无人机飞行条件下被动雷达传感器的姿态变化；

（8）基于电磁波辐射和被动雷达传感器的当前姿态，在指令控制的作用下截获雷达，并记录截获时间和截获信息；

（9）选择截获时间最小值对应的所述测试参数矩阵中阵元数据作为最佳截获参数。

优选地，根据当前阵元设置被动雷达传感器后，重复步骤（7）和（8），直至到达最大迭代次数，取多个截获时间的均值作为当前阵元对应的截获时间。

优选地，利用待模拟辐射源的测试参数特征建立脉冲调制特征、脉内特征以及扫描特征的方法为：

根据待模拟辐射源的测试参数特征中的时间参数生成脉冲调制特征和脉内特征；

将幅度值序列模拟成扫描特征。

优选地，利用待测被动雷达传感器的测试参数特征生成测试参数矩阵的方法为；

待测被动雷达传感器的测试参数特征的参数范围由测试参数特征参数的中心值及参数范围值描述；

待测被动雷达传感器的测试参数特征的变化离散值由测试步长表征；

根据测试参数特征参数的中心值、参数范围值以及测试步长建立测试参数矩阵。

优选地，截获时间的获取方法为：启动被动雷达传感器时计时，待被动雷达传感器截获状态时刻t后或者超过预设时间T _th 后计时结束，记录截获时间。

实施例

如图1和图2所示，本发明提供了一种无人机被动雷达传感器截获参数的筛选系统，包括：被动雷达传感器1、三维转台2、转台伺服驱动器3、传感器控制计算机4、主控计算机5、交换机6、辐射源模拟计算机7、信号源8和辐射天线9；

指出，在本实施例中，传感器控制子平台为传感器控制计算机4；主控子平台为主控计算机5；辐射源模拟子平台为辐射源模拟计算机7；由于传感器控制计算机4、主控计算机5和辐射源模拟计算机7具有单个网络通信接口，因此，在三者之间采用了交换机提供接口连接；

（1）主控计算机5作为整个筛选系统的人机交互界面，提供对外围终端设备的控制和状态显示功能；

主控计算机5包括测试任务管理模块、测试参数生成模块、测试逻辑执行模块、测试效能分析模块、显示模块和通信模块；

测试任务管理模块用于建立和管理截获参数测试任务，包括建立待测被动雷达传感器和待模拟辐射源的测试参数特征；其中，待测被动雷达传感器的测试参数特征包括被动雷达传感器的型号批次和参数范围特征；待模拟辐射源的测试参数特征包括模拟辐射源所在平台、模拟辐射源型号、天线扫描特征和信号参数特征；

待测被动雷达传感器的测试参数特征通过测试参数模块生成测试参数矩阵P _PRS；测试参数矩阵P _PRS可以采用以理论模型运算结果为参考，选定被动雷达传感器合适的时域、频域参数范围和测试步长综合生成；时域、频域特征参数范围由相应的测试特征参数中心值及参数范围值描述；变化的离散值确定测试步长；以脉冲宽度、重复周期和载波频率三个特征参数τ、T _r 、f为例说明，待测特征参数中心值取值集合为：

{τ _i ，T _ri ，f _i }，i=1，2，…，M

待测特征参数测试步长的取值集合为：

{∆τ _j ，∆T _rj ，∆f _j }，j=1，2，…，N

其中，M待测特征参数中心值取值数，N为待测特征参数测试步长取值数；因此，测试参数模块生成待测被动雷达传感器的测试参数矩阵P _PRS为：

P _PRS=

其中，待测被动雷达传感器的测试参数矩阵P _PRS阵元（τ _i ，∆τ _j ，T _ri ，∆T _rj ，f _i ，∆f _j ）所表述的参数范围为：对特征参数τ的范围为（τ _i -1/2∆τ _j ，τ _i +1/2∆τ _j ），对特征参数的T _r 范围为（T _ri -1/2∆T _rj ，T _ri +1/2∆T _rj ），对特征参数f的范围为（f _i -1/2∆f _j ，f _i +1/2∆f _j ）；

待模拟辐射源的测试参数特征通过测试参数生成模块生成模拟辐射源的参数矢量，包括：待模拟辐射源的时域、频域、脉内调制参数和扫描特征参数；

其中，时域、频域和脉内调制参数通过提供预置的模拟辐射源数据库选择；

扫描特征参数主要采用幅度模拟的方式实现对天线扫描特征的模拟；以幅度值A _R 为例说明，待模拟辐射源参数幅度值A _R 具有圆周扫描模式、圆锥扫描模式、随机扫描模式等预置扫描模式和用户自定义扫描模式供选择，生成的幅度值序列A _R 为：

A _R ={A _k }，k=1，2，…,L

其中，k为模拟生成的雷达脉冲序号；L为单次模拟生成的脉冲数，对于长时间的模拟可根据幅度值序列A _R 循环生成；

测试逻辑执行模块用于对测试参数矩阵和待模拟辐射源的测试参数特征进行遍历并控制模拟辐射源和被动雷达传感器的工作顺序；

具体为：

主控计算机发送待模拟辐射源参数至辐射源模拟计算机7；

辐射源模拟计算机7控制矢量信号源通过辐射天线9发送模拟信号；

主控计算机5将待测被动雷达传感器1的测试参数矩阵P _PRS中的第一项P _PRS（1,1）发送给传感器控制计算机4，待传感器控制计算机4设置完被动雷达传感器1后，启动被动雷达传感器1并开始计时，待被动雷达传感器1进入截获状态时刻t后或者超过预置时间T _th 后计时停止，记录截获时间T为：

采用每个阵元对被动雷达传感器1进行参数设置，后续进行截获时间的获取，需要设置多次迭代，获取若干截获时间；因此，以上步骤根据单个阵元测试次数设置循环测试，然后遍历P _PRS中的阵元，重复以上步骤，直至所有阵元测试完成为止；

测试效能分析模块用于对P _PRS中各阵元对应的截获时间进行统计分析，单个P _PRS阵元采用平均截获时间进行描述，形成对应的截获时间矩阵I _t 为：

通过遍历矩阵I _t ，选取截获时间最小值对应的测试参数矩阵中阵元为最佳截获参数；

显示模块用于对被动雷达传感器1、三维转台2、传感器控制计算机4和辐射源模拟计算机7的状态进行显示；

通信模块用于实现对被动雷达传感器1、三维转台2、传感器控制计算机4和辐射源模拟计算机7的控制和数据通信。

（2）传感器控制计算机4用于对被动雷达传感器1进行控制和数据通信，包括：传感器参数设置模块、传感器指令控制模块和传感器数据回传模块；

传感器参数设置模块用于顺次接收主控计算机生成的测试参数矩阵中的各阵元，并对被动雷达传感器的特征参数进行设置；

传感器指令控制模块用于提供对被动雷达传感器的指令控制；

传感器数据回传模块用于接收被动雷达传感器的输出信息并将其中的截获信息及截获时间传递给主控计算机；

（3）被动雷达传感器1用于采用无人机被动雷达传感器实物，以准确采集真实参数条件下传感的截获性能；

（4）三维转台2在转台伺服驱动器的驱动下控制被动雷达传感器做方位、俯仰和滚转三个维度的运动，模拟无人机飞行条件下被动雷达传感器的姿态变化；包括：机械模块和伺服电机；机械模块用于为转台机械结构及被动雷达传感器夹具；伺服电机用于采用满足负载及精度需求的伺服电机；

（5）转台伺服驱动器3用于根据主控计算机5生成的运动参数伺服电机运动；

（6）辐射源模拟计算机7用于接收主控计算机时域、频域、脉内调制参数和扫描特征参数，并控制矢量信号源生成相应的信号；包括：信号特征模拟模块、扫描特征模拟模块和基带信号生成模块；

信号特征模拟模块用于根据脉冲宽度和重复周期等时间参数生成脉冲调制特征和脉内特征；

扫描特征模拟模块用于根据主控计算机传送的幅度值序列模拟扫描特征；

基带信号生成模块用于生成发送给矢量信号源的正交数字基带数据；

（7）矢量信号源8用于接收辐射源模拟计算机的正交数字基带数据，生成基带信号并上变频至指定的射频发射出去；

（8）辐射天线9用于将矢量信号源的射频信号转换为电磁波辐射出去。

进一步地，参数筛选系统的硬件布设如图2所示，其中，被动雷达传感器1、三维转台2和辐射天线9可放置于微波暗室内或者在外场；当选择在外场试验时需要注意满足远处远场条件并且周围无明显的强微波散射体干扰；

主控计算机5、传感器控制计算机4、辐射源模拟计算机7、矢量信号源8和转台伺服驱动器3通过交换机连接；被动雷达传感器1通过专用夹具固定于三维转台上，辐射天线9连接矢量信号源8射频输出口。

本发明与现有技术相比，存在以下优势：

本发明采用数据处理平台分两大块模拟无人机侦察雷达的情况，在辐射源模拟这块，数据处理平台利用待模拟辐射源的测试参数特征生成正交数字基带数据，进而形成电磁波辐射出去，实现对雷达发送信号过程的模拟；在无人机模拟这块，提出采用被动雷达传感器安装于三维转台，通过三维转台控制被动雷达传感器做方位、俯仰和滚转维度的运动，模拟无人机飞行条件下被动雷达传感器的姿态变化；而三维转台的控制是由数据处理平台中的运动参数控制转台伺服驱动器；同时对被动雷达传感器的参数设置，数据处理平台利用待测被动雷达传感器的测试参数特征生成测试参数矩阵；按照各个阵元设置被动雷达传感器；上述数据处理平台的两大块实现了无人机侦察雷达的情况；在此基础上，通过对被动雷达传感器和辐射源模拟的不同参数设置，数据处理平台接收各种参数情况下的截获时间，比较截获时间，筛选出被动雷达传感器的最佳截获参数。本发明通过数据处理平台通过控制被动雷达传感器的参数，实时接收被动雷达传感器对雷达信号的截获时间，并不是采用理想化参数；相比于传统的数学分析模型，获取的被动雷达传感器的参数更具有参考性；同时在无人机模拟方面利用被动雷达传感器模拟；雷达模拟方面利用矢量信号源加辐射天线模拟雷达发送信号，避免了采用实物试验消耗无人机，降低了试验成本和减少了周期；而且测试参数矩阵提供了若干被动雷达传感器的参数，数据覆盖面全面。

本发明提供的被动雷达传感器截获参数的筛选方法获取的被动雷达传感器的参数，是以截获时间评判筛选出来的，因此，本发明采用被动雷达传感器的参数设置无人机参数，可以提高无人机对时敏目标的截获概率。

本发明通过测试任务管理模块建立了待测被动雷达传感器和待模拟辐射源的测试参数特征，其中待测被动雷达传感器的测试参数特征包括被动雷达传感器的型号批次和参数范围特征，通过待测被动雷达传感器的测试参数特征生成测试参数矩阵，测试参数矩阵由被动雷达传感器的时域、频域参数范围和测试步长生成，因此，本发明可以实现被动雷达传感器的时域、频域、空域和能域多维参数的筛选。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无人机被动雷达传感器截获参数的筛选系统，其特征在于，包括：被动雷达传感器、三维转台、转台伺服驱动器、数据处理平台、矢量信号源和辐射天线；

所述被动雷达传感器安装于所述三维转台上；所述三维转台的输入端与所述转台伺服驱动器的输出端相连；所述转台伺服驱动器的输入端与所述数据处理平台的第一输入端连接；所述数据处理平台的第二输出端与矢量信号源的输入端连接；所述被动雷达传感器与所述数据处理平台双向数据传输；

所述数据处理平台用于生成测试参数矩阵，并提供对被动雷达传感器的指令控制；并根据测试参数矩阵中的各个阵元数据顺次设置被动雷达传感器；且将运动参数传输至所述转台伺服驱动器；也用于利用待模拟辐射源的测试参数特征生成正交数字基带数据，并将正交数字基带数据传输至矢量信号源；也用于选择截获时间最小值对应的测试参数矩阵中的阵元数据作为最佳截获参数；

所述被动雷达传感器用于随着三维转台运动，并在电磁波辐射的作用下截获雷达，并将截获信息反馈至数据处理平台；所述三维转台用于模拟无人机飞行条件下被动雷达传感器的姿态变化；其中，截获信息包括截获时间；

所述矢量信号源用于接收正交数字基带数据，生成射频信号；所述辐射天线用于将矢量信号源的射频信号转换为电磁波辐射出去；其中，所述矢量信号源和所述辐射天线构建为待模拟辐射源，模拟雷达发送信号。

2.根据权利要求1所述的筛选系统，其特征在于，所述数据处理平台包括传感器控制子平台、主控子平台和辐射源模拟子平台；

所述传感器控制子平台的一端与所述被动雷达传感器双向传输，其另一端与主控子平台的一端双向传输；所述主控子平台的另一端与所述辐射源模拟子平台的输入端连接；

所述主控子平台用于利用待测被动雷达传感器的测试参数特征生成测试参数矩阵；且将运动参数传输至转台伺服驱动器；也用于利用待模拟辐射源的测试参数特征生成模拟辐射源的参数矢量；也用于待所述被动雷达传感器启动后接收截获信息，选择截获时间最小值对应的测试参数矩阵中阵元数据作为最佳截获参数；

所述传感器控制子平台用于顺次接收所述测试参数矩阵中的各阵元，并根据所述阵元设置所述被动雷达传感器的特征参数；且用于提供对被动雷达传感器的指令控制；还用于接收所述被动雷达传感器的输出信息，并将其中的截获信息传递给主控子平台；

所述辐射源模拟子平台用于基于模拟辐射源的参数矢量中的时间参数建立脉冲调制特征和脉内特征，同时将模拟辐射源的参数矢量中的幅度值序列模拟成扫描特征；基于所述脉冲调制特征、所述脉内特征和所述扫描特征生成正交数字基带数据，传输至矢量信号源。

3.根据权利要求2所述的筛选系统，其特征在于，所述主控子平台包括：测试任务管理模块、测试参数生成模块、测试逻辑执行模块、测试效能分析模块、显示模块和通信模块；

所述测试任务管理模块用于建立待测被动雷达传感器和待模拟辐射源的测试参数特征，并管理截获参数测试任务；

所述测试参数生成模块用于根据待测被动雷达传感器的测试参数特征，生成测试参数矩阵；且用于根据待模拟辐射源的测试参数特征，生成模拟辐射源的参数矢量；其中，测试参数特征包括测试参数特征中心值、参数范围值以及待测特征参数测试步长；模拟辐射源的参数矢量包括时间参数和待模拟辐射源参数幅度值序列；

所述测试逻辑执行模块用于遍历测试参数矩阵和模拟辐射源的参数矢量，控制模拟辐射源和被动雷达传感器的工作顺序；

所述测试效能分析模块用于对测试参数矩阵中各阵元对应的截获时间进行统计分析，筛选出截获时间最小值对应的测试参数矩阵中阵元，作为最佳截获参数；

所述显示模块用于对所述被动雷达传感器、所述三维转台、所述传感器控制子平台和所述辐射源模拟子平台的状态显示；

所述通信模块用于对所述被动雷达传感器、所述三维转台、所述传感器控制子平台和所述辐射源模拟子平台的通信控制。

4.根据权利要求2或3所述的筛选系统，其特征在于，所述传感器控制子平台包括：传感器参数设置模块、传感器指令控制模块和传感器数据回传模块；

所述传感器参数设置模块用于顺次接收测试参数矩阵中的各阵元，对被动雷达传感器的特征参数进行设置；

所述传感器指令控制模块用于提供对被动雷达传感器的指令控制；

所述传感器数据回传模块用于接收被动雷达传感器的输出信息，并将输出信息中的截获信息传递给主控子平台。

5.根据权利要求2或3所述的筛选系统，其特征在于，所述辐射源模拟子平台包括信号特征模拟模块、扫描特征模拟模块和基带信号生成模块；

所述信号特征模拟模块用于根据时间参数生成脉冲调制特征和脉内特征；

所述扫描特征模拟模块用于将幅度值序列模拟成扫描特征；

所述基带信号生成模块用于根据脉冲调制特征、脉内特征和扫描特征生成正交数字基带数据。

6.基于权利要求1所述的筛选系统的筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）基于截获参数测试任务，建立待测被动雷达传感器的测试参数特征与待模拟辐射源的测试参数特征；

（2）利用待模拟辐射源的测试参数特征，建立脉冲调制特征、脉内特征以及扫描特征，进而生成正交数字基带数据；

（3）根据正交数字基带数据生成基带信号并上变频至指定的射频信号；

（4）利用辐射天线将射频信号转换为电磁波进行辐射；

（5）利用待测被动雷达传感器的测试参数特征生成测试参数矩阵；

（6）从测试参数矩阵中的第一个阵元开始顺次选择阵元，设置被动雷达传感器；

（7）根据运动参数利用转台伺服驱动器驱动被动雷达传感器运动，模拟无人机飞行条件下被动雷达传感器的姿态变化；

（8）基于电磁波辐射和被动雷达传感器的当前姿态，在指令控制的作用下截获雷达，并记录截获信息；

（9）选择截获时间最小值对应的所述测试参数矩阵中阵元数据作为最佳截获参数；

其中，截获信息包括截获时间。

7.根据权利要求6所述的筛选方法，其特征在于，根据当前阵元设置被动雷达传感器后，重复步骤（7）和（8），直至到达最大迭代次数，取多个截获时间的均值作为当前阵元对应的截获时间。

8.根据权利要求6或7所述的筛选方法，其特征在于，利用待模拟辐射源的测试参数特征建立脉冲调制特征、脉内特征以及扫描特征的方法为：

根据待模拟辐射源的测试参数特征中的时间参数生成脉冲调制特征和脉内特征；

将幅度值序列模拟成扫描特征。

9.根据权利要求6或7所述的筛选方法，其特征在于，利用待测被动雷达传感器的测试参数特征生成测试参数矩阵的方法为；

所述待测被动雷达传感器的测试参数特征的参数范围由测试参数特征参数的中心值及参数范围值描述；

所述待测被动雷达传感器的测试参数特征的变化离散值由测试步长表征；

所述根据测试参数特征参数的中心值、参数范围值以及测试步长建立测试参数矩阵。

10.根据权利要求6所述的筛选方法，其特征在于，所述截获时间的获取方法为：启动被动雷达传感器时计时，待被动雷达传感器截获状态时刻后或者超过预设时间后计时结束，记录截获时间。

Images