CN115657081A - 一种机载太赫兹雷达系统自适应控制方法及装置 - Google Patents

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CN115657081A CN202211702145.7A CN202211702145A CN115657081A CN 115657081 A CN115657081 A CN 115657081A CN 202211702145 A CN202211702145 A CN 202211702145A CN 115657081 A CN115657081 A CN 115657081A
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Abstract

本发明公开了一种机载太赫兹雷达系统自适应控制方法及装置，所述方法包括：检测值接收步骤，实时接收机载太赫兹雷达系统工作环境的大气温度、湿度以及压强的检测值；衰减值计算步骤，根据接收的大气温度、湿度以及压强的检测值，计算由大气中的氧气引起的大气衰减值和由大气中的水蒸气引起的衰减值，计算两者之和作为太赫兹频段电磁波的总衰减值，并计算该总衰减值与大气衰减理论值之差作为雷达系统需要调整的增益；调整步骤，调整雷达系统的发射功率、发射天线增益和接收天线增益，使三者之和等于系统需要调整的增益大小。本发明能够降低不同湿度、压强以及温度等外界条件变化对雷达系统性能的影响，保证不同环境下雷达系统的作用距离不变。

Description

一种机载太赫兹雷达系统自适应控制方法及装置
技术领域
本发明涉及太赫兹雷达技术领域，具体地，涉及一种机载太赫兹雷达系统自适应控制方法及装置、机载太赫兹雷达系统、计算机设备和计算机可读存储介质。
背景技术
机载太赫兹雷达作为一种电磁波收发设备可穿透云雾、烟尘等，对日照光强、可见光能见度等环境干扰因素不敏感，综合探测能力强，具备很强的军事应用价值。太赫兹雷达系统合成孔径时间短，成像帧率高，成像分辨率高，系统复杂度较低等优点,已经成为国内外相关机构的研究热点。作为现有技术，CN113671495A 公开了一种基于Zynq平台的太赫兹雷达探测系统以及方法，CN108459305A 公开了一种太赫兹雷达收发系统和单发多收太赫兹相参雷达。
对于现有技术的太赫兹雷达系统，在雷达设计阶段，均会考虑大气衰减的影响，并将该值作为雷达作用距离计算的重要因素，一般情况下均取理论值。但在机载太赫兹雷达实际应用中，特别是在阴雨等湿度较大的环境下，由于大气湿度、压强以及温度等外界条件的变化，使太赫兹频段电磁波衰减较大，很大程度上限制了太赫兹雷达的作用距离，对太赫兹雷达的作战能力造成较大影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种机载太赫兹雷达系统自适应控制方法及装置、机载太赫兹雷达系统、计算机设备和计算机可读存储介质，能够降低不同湿度、压强以及温度等外界条件变化对雷达系统性能的影响，保证不同环境下雷达系统的作用距离不变。
本发明的一个方面提供一种机载太赫兹雷达系统自适应控制方法，包括：
检测值接收步骤：实时接收机载太赫兹雷达系统工作环境的大气温度、湿度以及压强的检测值；
衰减值计算步骤：根据接收的大气温度、湿度以及压强的检测值计算太赫兹频段电磁波由大气中的氧气引起的大气衰减值
Figure 654552DEST_PATH_IMAGE001
和太赫兹频段电磁波由大气中的水蒸气引起的衰减值
Figure 311929DEST_PATH_IMAGE002
，并如下计算太赫兹频段电磁波的总衰减值
Figure 28213DEST_PATH_IMAGE003
和机载太赫兹雷达系统需要调整的增益
Figure 630095DEST_PATH_IMAGE004
：
Figure 90027DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 460965DEST_PATH_IMAGE006
，
其中，
Figure 348150DEST_PATH_IMAGE007
表示机载太赫兹雷达系统的大气衰减理论值；
调整步骤：按照以下关系调整机载太赫兹雷达系统的发射功率
Figure 171749DEST_PATH_IMAGE008
、发射天线增益
Figure 700951DEST_PATH_IMAGE009
、接收天线增益
Figure 926396DEST_PATH_IMAGE010
：
Figure 984481DEST_PATH_IMAGE011
。
优选地，在所述衰减值计算步骤中，如下计算太赫兹频段电磁波由大气中的水蒸气引起的衰减值
Figure 560956DEST_PATH_IMAGE002
：
Figure 690586DEST_PATH_IMAGE012
，
其中，
Figure 439712DEST_PATH_IMAGE013
表示机载太赫兹雷达系统的工作频率，
Figure 934278DEST_PATH_IMAGE014
表示水蒸气的密度，由大气湿度的检测值得到，T表示温度，由大气温度的检测值得到，
Figure 732470DEST_PATH_IMAGE015
表示10条最低的水分子吸收谱线中第i条水分子吸收谱线对应的振动频率，
Figure 400212DEST_PATH_IMAGE016
表示第i条水分子吸收谱线对应的拟合系数，
Figure 475615DEST_PATH_IMAGE017
表示第i条水分子吸收谱线对应的线宽，
Figure 265717DEST_PATH_IMAGE018
表示第i条水分子吸收谱线对应的能量。
优选地，在所述衰减值计算步骤中，如下计算太赫兹频段电磁波由大气中的氧气引起的衰减值
Figure 426571DEST_PATH_IMAGE001
：
Figure 960320DEST_PATH_IMAGE019
，
其中，P表示压强，由大气压强的检测值得到，F＇为氧气吸收谱线强度的函数。
优选地，在所述调整步骤中，先在
Figure 218126DEST_PATH_IMAGE020
的范围内调整机载太赫兹雷达系统的发射功率
Figure 788916DEST_PATH_IMAGE021
，其中，
Figure 561700DEST_PATH_IMAGE022
为峰值发射功率；
如果发射功率
Figure 774507DEST_PATH_IMAGE021
调整到峰值发射功率后仍不能达到需要调整的增益
Figure 683557DEST_PATH_IMAGE004
，则继续调整发射天线增益
Figure 18723DEST_PATH_IMAGE009
和接收天线增益
Figure 888590DEST_PATH_IMAGE010
，直至达到需要调整的增益
Figure 764142DEST_PATH_IMAGE004
。
优选地，在所述检测值接收步骤中，在机载太赫兹雷达系统中设置温度传感器、湿度传感器以及压强传感器，实时接收温度传感器、湿度传感器以及压强传感器检测的大气温度、湿度以及压强。
本发明的另一个方面提供一种机载太赫兹雷达系统自适应控制装置，包括：
检测值接收模块：实时接收机载太赫兹雷达系统工作环境的大气温度、湿度以及压强的检测值；
衰减值计算模块：根据接收的大气温度、湿度以及压强的检测值计算太赫兹频段电磁波由大气中的氧气引起的大气衰减值
Figure 934224DEST_PATH_IMAGE001
和太赫兹频段电磁波由大气中的水蒸气引起的衰减值
Figure 174712DEST_PATH_IMAGE002
，并如下计算太赫兹频段电磁波的总衰减值
Figure 922088DEST_PATH_IMAGE003
和机载太赫兹雷达系统需要调整的增益
Figure 208189DEST_PATH_IMAGE004
：
Figure 357410DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 440904DEST_PATH_IMAGE006
，
其中，
Figure 613259DEST_PATH_IMAGE007
表示机载太赫兹雷达系统的大气衰减理论值；
调整模块：按照以下关系调整雷达系统的发射功率
Figure 830614DEST_PATH_IMAGE008
、发射天线增益
Figure 709708DEST_PATH_IMAGE009
、接收天线增益
Figure 557578DEST_PATH_IMAGE010
：
Figure 13968DEST_PATH_IMAGE011
。
本发明的又一个方面提供一种机载太赫兹雷达系统，包括上述的机载太赫兹雷达系统自适应控制装置。
优选地，所述机载太赫兹雷达系统还包括温度传感器、湿度传感器以及压强传感器，分别用于检测大气温度、湿度以及压强并发送给所述机载太赫兹雷达系统自适应控制装置的所述检测值接收模块。
本发明的又一个方面提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法的步骤。
本发明的又一个方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
根据本发明的上述方面的机载太赫兹雷达系统自适应控制方法、机载太赫兹雷达系统自适应控制装置、机载太赫兹雷达系统、计算机设备和计算机可读存储介质，能够实时监测雷达系统的工作环境，建立基于大气湿度、湿度以及压强等参数的大气衰减模型，实时计算雷达信号衰减值，根据信号的实际衰减情况自适应调整系统的发射功率与天线增益，保证不同外界条件下的雷达系统作用距离不变，提高机载太赫兹雷达对复杂气象环境的适应性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所使用的附图作简单的介绍，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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
图1是本发明一种实施方式的机载太赫兹雷达系统自适应控制方法的流程图。
图2是本发明一种实施方式的机载太赫兹雷达系统的结构示意图。
图3是本发明一种实施方式的机载太赫兹雷达系统自适应控制装置的结构图。
图4是本发明一种实施方式的计算机设备的结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的实施方式提供一种机载太赫兹雷达系统自适应控制方法。图1是本发明一种实施方式的机载太赫兹雷达系统自适应控制方法的流程图。如图1所示，本发明实施方式的机载太赫兹雷达系统自适应控制方法包括步骤S1～S3。
步骤S1为检测值接收步骤，实时接收机载太赫兹雷达系统工作环境的大气温度、湿度以及压强的检测值。在一个实施例中，在机载太赫兹雷达系统中设置温度传感器、湿度传感器以及压强传感器，实时接收温度传感器、湿度传感器以及压强传感器检测的大气温度、湿度以及压强。图2是本发明一种实施方式的机载太赫兹雷达系统的结构示意图。在图2的实施例中，机载太赫兹雷达系统包括主控组件、伺服分系统、射频分系统、天线分系统、数字分系统、数据录取单元、显控终端，其中数字分系统包括信号采集组件和信号处理组件。射频分系统依次通过固态放大器和行波管与天线分系统连接。雷达系统通过显控终端发送控制命令给主控组件中，显控终端发送的控制命令通过主控组件解析，并发送给伺服分系统、射频分系统、数字分系统、天线分系统等，各分系统的状态监控数据通过主控组件回传给显控终端。
在图2的实施例中，在机载太赫兹雷达系统中增设温度传感器、湿度传感器以及压强传感器，三个传感器的数据输出端口通过线缆与机载太赫兹雷达系统的主控组件相连，实时检测机载太赫兹雷达系统工作环境的大气湿度、温度以及压强等参数，主控组件实时接收温度传感器、湿度传感器以及压强传感器的环境监测数据，并如后所述通过大气衰减模型实时计算出该环境下的太赫兹频段电磁波衰减值，根据计算结果自适应调整雷达系统的发射功率、发射天线增益和接收天线增益，解决传统太赫兹雷达系统作用距离受外界因素影响较大的问题，提高机载太赫兹雷达对复杂气象环境的适应性。
步骤S2为衰减值计算步骤，在步骤S2中，根据接收的大气温度、湿度以及压强的检测值，计算太赫兹频段电磁波由大气中的氧气引起的大气衰减值和太赫兹频段电磁波由大气中的水蒸气引起的衰减值，计算两者之和作为太赫兹频段电磁波的总衰减值，并计算该总衰减值与大气衰减理论值之差作为机载太赫兹雷达系统需要调整的增益。
在该步骤中，在步骤S1的基础上，建立太赫兹频段电磁波的大气衰减模型，温度传感器、湿度传感器以及压强传感器的环境监测数据输入到大气衰减模型中，通过大气衰减模型计算太赫兹频段电磁波衰减值。
在一个实施例中，根据乌拉比模型，太赫兹频段电磁波的大气衰减主要由水蒸气、氧气等气体的吸收引起，其中由水蒸气引起的大气衰减模型如下所示：
Figure 644800DEST_PATH_IMAGE023
(1)
其中，
Figure 175139DEST_PATH_IMAGE002
表示在
Figure 193910DEST_PATH_IMAGE013
频率下由大气中的水蒸气引起的衰减值。
Figure 872016DEST_PATH_IMAGE014
表示水蒸气的密度，由上述的大气湿度的检测值得到。水蒸气密度的单位一般是g/m3,也称为绝对湿度，例如可通过上述的湿度传感器等仪器直接检测得到，也可以通过其他可测量的湿度量（相对湿度、水汽压等）等间接计算得到。T表示温度，由上述的大气温度的检测值得到，可通过例如上述的湿度传感器等仪器检测得到。
Figure 306540DEST_PATH_IMAGE013
表示太赫兹雷达系统的工作频率，
Figure 19281DEST_PATH_IMAGE015
表示10条最低的水分子吸收谱线中第i条吸收谱线对应的频率值，
Figure 146637DEST_PATH_IMAGE016
表示第i条吸收谱线对应的拟合系数，
Figure 577618DEST_PATH_IMAGE017
表示第i条吸收谱线对应的线宽，
Figure 878150DEST_PATH_IMAGE018
表示第i条水分子吸收谱线对应的能量。
其中，
Figure 586343DEST_PATH_IMAGE018
与
Figure 743654DEST_PATH_IMAGE016
可以表示为：
Figure 599615DEST_PATH_IMAGE024
(2)
其中，
Figure 169749DEST_PATH_IMAGE025
表示第i条水分子吸收谱线对应的较低态能级的能量，
Figure 732449DEST_PATH_IMAGE026
为玻尔兹曼常数，
Figure 263924DEST_PATH_IMAGE027
表示第i条水分子吸收谱线对应的强度，
Figure 403918DEST_PATH_IMAGE028
表示第1条水分子吸收谱线对应的强度，
Figure 983935DEST_PATH_IMAGE029
表示第1条水分子吸收谱线对应的振动频率。
线宽参数
Figure 525775DEST_PATH_IMAGE017
可以表示为：
Figure 900256DEST_PATH_IMAGE030
(3)
其中，P表示压强，由大气压强的检测值得到，可通过例如上述的压强传感器等仪器检测得到。
Figure 730809DEST_PATH_IMAGE031
为第i条水分子吸收谱线对应的线宽常数，
Figure 973571DEST_PATH_IMAGE032
和
Figure 510863DEST_PATH_IMAGE033
为第i条水分子吸收谱线对应的拟合系数。
参数
Figure 446458DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 170831DEST_PATH_IMAGE018
、
Figure 217285DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure 936979DEST_PATH_IMAGE031
、
Figure 918841DEST_PATH_IMAGE033
、
Figure 255145DEST_PATH_IMAGE034
的取值均可在下表1中进行查阅。
表110条最低的水分子吸收跃迁谱线参数
Figure 715076DEST_PATH_IMAGE035
Figure 289277DEST_PATH_IMAGE036
Figure 301095DEST_PATH_IMAGE037
Figure 262711DEST_PATH_IMAGE016
Figure 650967DEST_PATH_IMAGE031
Figure 345253DEST_PATH_IMAGE033
Figure 403339DEST_PATH_IMAGE032
1 22.23515 644 1.0 2.85 1.75 0.626
2 183.31012 196 41.9 2.68 2.03 0.649
3 323.8 1850 334.4 2.30 1.95 0.420
4 325.1538 454 115.7 3.03 1.85 0.619
5 380.1968 306 651.8 3.19 1.82 0.630
6 390 2199 127.0 2.11 2.03 0.330
7 436 1507 191.4 1.50 1.97 0.290
8 438 1070 697.6 1.94 2.01 0.360
9 442 1507 590.2 1.51 2.02 0.332
10 448.0008 412 973.1 2.47 2.19 0.510
由氧气引起的大气衰减模型如下所示：
Figure 979814DEST_PATH_IMAGE038
(4)
其中，
Figure 781548DEST_PATH_IMAGE001
表示在
Figure 330341DEST_PATH_IMAGE013
频率下由大气中的氧气引起的大气衰减值，氧气的吸收谱线是一系列对应于转动量子数N的奇数值的谐振，式（4）中的F＇为氧气吸收谱线强度函数，由转动量子数N（N≤39）为奇数的各项强度之和所确定，可以表示为：
Figure 683962DEST_PATH_IMAGE039
(5)
式中：
Figure 154257DEST_PATH_IMAGE040
即，
Figure 759682DEST_PATH_IMAGE041
；
Figure 959719DEST_PATH_IMAGE042
(6)
Figure 687504DEST_PATH_IMAGE043
(7)
其中
Figure 645096DEST_PATH_IMAGE044
和
Figure 54211DEST_PATH_IMAGE045
分别为谐振和非谐振线宽参数，可以表示为：
Figure 312017DEST_PATH_IMAGE046
(8)
Figure 7441DEST_PATH_IMAGE047
(9)
其中
Figure 655591DEST_PATH_IMAGE048
和
Figure 993032DEST_PATH_IMAGE049
分别是
Figure 508939DEST_PATH_IMAGE050
和
Figure 312947DEST_PATH_IMAGE051
谱线的幅度，可以表示为：
Figure 307448DEST_PATH_IMAGE052
(10)
Figure 386262DEST_PATH_IMAGE053
(11)
Figure 25185DEST_PATH_IMAGE050
和
Figure 327990DEST_PATH_IMAGE051
为谐振频率，
Figure 950733DEST_PATH_IMAGE054
和
Figure 98817DEST_PATH_IMAGE055
为干涉参数，如表2所示。
表2频率和干涉参数
Figure 857826DEST_PATH_IMAGE056
以上公式中的温度T和压强P的值分别由温度传感器和压强传感器检测得到。将检测值分别代入公式（1）与公式（4）可以计算出太赫兹频段电磁波由大气中的水蒸气和氧气引起的衰减值。
在上述基础上，实时计算该环境下太赫兹频段电磁波的总衰减值，可以表示为：
Figure 331533DEST_PATH_IMAGE005
(12)
根据雷达方程，假设在机载太赫兹雷达系统的理想工作状态下，雷达作用距离为
Figure 441571DEST_PATH_IMAGE057
。
系统的雷达方程可表示为：
Figure 393347DEST_PATH_IMAGE058
(13)
其中，
Figure 272441DEST_PATH_IMAGE059
为等效后向散射系数，
Figure 917049DEST_PATH_IMAGE060
为环境噪声温度，一般取290K，
Figure 576700DEST_PATH_IMAGE061
为噪声系数，
Figure 207533DEST_PATH_IMAGE062
为大气衰减理论值，
Figure 65767DEST_PATH_IMAGE063
为系统损耗，
Figure 488134DEST_PATH_IMAGE064
为飞行速度，
Figure 697398DEST_PATH_IMAGE065
为平均发射功率，
Figure 131922DEST_PATH_IMAGE066
为发射天线增益，
Figure 47925DEST_PATH_IMAGE067
为接收天线增益，
Figure 34336DEST_PATH_IMAGE068
为信号波长，
Figure 75104DEST_PATH_IMAGE069
为成像分辨率。
当机载太赫兹雷达所处环境的大气湿度、温度与压强发生变化时，大气衰减值与理论值之间出现偏差，根据公式（13）可知，其他参数不变时，雷达作用距离下降。因此，为了保证在不同飞行环境下雷达作用距离不变，则需要通过自适应调整，弥补大气衰减带来的影响，系统需要调整的增益大小为：
Figure 437953DEST_PATH_IMAGE070
(14)
其中，大气衰减真实值
Figure 880566DEST_PATH_IMAGE003
与理论值
Figure 303457DEST_PATH_IMAGE007
均转化为dB，以与增益
Figure 831522DEST_PATH_IMAGE004
统一计算方式。
根据公式（13）可知，在大气衰减值与理论值之间出现偏差时，可以通过调整雷达系统的发射功率、发射天线增益和接收天线增益，来保证雷达作用距离不变，因此，在调整步骤S3中，调整雷达系统的发射功率、发射天线增益和接收天线增益，使三者之和等于系统需要调整的增益大小。
在一个实施例中，由主控组件对射频分系统、固态放大器、行波管、天线分系统发送控制命令，通过调整射频分系统的链路增益，进而调整固态放大器的输出功率。在行波管功率不饱和的前提下，行波管工作在线性区，由于固态放大器的输出即是行波管放大器的输入，此时通过调整行波管放大器的输入功率，可以提高天线的发射功率，调整的功率值化为dB后记为
Figure 935744DEST_PATH_IMAGE008
。
在此基础上，调整天线分系统的发射天线的增益，该调整值转化为dB后记为
Figure 623077DEST_PATH_IMAGE009
。调整天线分系统的接收天线的增益，该调整值转化为dB后记为
Figure 92236DEST_PATH_IMAGE010
。其中，发射功率、发射天线增益、接收天线增益的调整值与系统需要调整的增益之间的关系为：
Figure 232230DEST_PATH_IMAGE011
(15)
在进行发射天线增益、接收天线增益和发射功率三者之间数值的过程中，可以优先调整行波管的峰值发射功率，其次调整发射天线增益和接收天线增益。假设行波管的峰值发射功率为
Figure 546668DEST_PATH_IMAGE022
，则发射功率的调整值需要满足
Figure 291770DEST_PATH_IMAGE020
，可以优先将行波管发射功率调整到最大值。如果调整后的值，仍不满足需要
Figure 790885DEST_PATH_IMAGE004
，则继续调整发射天线增益
Figure 293541DEST_PATH_IMAGE009
和接收天线增益
Figure 801883DEST_PATH_IMAGE010
，直至满足
Figure 94103DEST_PATH_IMAGE004
要求。
如上所述，根据实时计算的大气衰减值自适应调整系统发射功率与天线增益。根据雷达方程可知，通过对不同湿度、温度以及压强下带来的额外大气衰减进行补偿，可以保证雷达系统的作用距离不变。
根据本发明上述实施方式的基于大气衰减的机载太赫兹雷达系统自适应控制方法，通过在传统的机载太赫兹雷达系统中增加大气湿度、压强以及温度传感器等环境参数监测手段，并将监测值实时传送给雷达系统，实时监测不同环境下雷达系统工作的湿度、压强以及温度等参数，通过建立基于大气湿度、湿度以及压强等参数的大气衰减模型，实时计算当前环境下太赫兹频段电磁波的衰减，在此基础上，通过自适应调整雷达系统的发射功率、天线发射增益以及接收增益，保证不同环境下雷达系统的作用距离不变，从而降低不同湿度、压强以及温度等外界条件变化对雷达系统性能的影响，有效保证机载太赫兹雷达的系统性能。
本发明的实施方式还提供一种机载太赫兹雷达系统自适应控制装置。图3是本发明一种实施方式的机载太赫兹雷达系统自适应控制装置的结构图。如图3所示，本实施方式的机载太赫兹雷达系统自适应控制装置包括：
检测值接收模块101：实时接收机载太赫兹雷达系统工作环境的大气温度、湿度以及压强的检测值；
衰减值计算模块102：根据接收的大气温度、湿度以及压强的检测值计算太赫兹频段电磁波由大气中的氧气引起的大气衰减值
Figure 967381DEST_PATH_IMAGE001
和太赫兹频段电磁波由大气中的水蒸气引起的衰减值
Figure 347547DEST_PATH_IMAGE002
，并如下计算太赫兹频段电磁波的总衰减值
Figure 269367DEST_PATH_IMAGE003
和机载太赫兹雷达系统需要调整的增益
Figure 723482DEST_PATH_IMAGE004
：
Figure 564399DEST_PATH_IMAGE005
Figure 307227DEST_PATH_IMAGE006
，
其中，
Figure 891792DEST_PATH_IMAGE007
表示机载太赫兹雷达系统的大气衰减理论值；
调整模块103：按照以下关系调整雷达系统的发射功率
Figure 465993DEST_PATH_IMAGE008
、发射天线增益
Figure 353177DEST_PATH_IMAGE009
、接收天线增益
Figure 707935DEST_PATH_IMAGE010
：
Figure 705978DEST_PATH_IMAGE011
。
本实施方式的机载太赫兹雷达系统自适应控制装置的具体实施例可以参见上文中对于机载太赫兹雷达系统自适应控制方法的限定，在此不再赘述。上述机载太赫兹雷达系统自适应控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
本发明的实施方式还提供一种机载太赫兹雷达系统，包括本发明实施方式的机载太赫兹雷达系统自适应控制装置。在图2的实施例中，上述的机载太赫兹雷达系统自适应控制装置可以设置在机载太赫兹雷达系统的主控组件中。在图2的实施例中，本发明实施方式的机载太赫兹雷达系统还包括温度传感器、湿度传感器以及压强传感器，分别用于检测大气温度、湿度以及压强，并将检测值发送给所述机载太赫兹雷达系统自适应控制装置的检测值接收模块101。
本发明的实施方式还提供一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图4所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储各个框架的运行参数数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现本实施方式的机载太赫兹雷达系统自适应控制方法的步骤。在图2的实施例中，本发明实施方式的计算机设备可以设置在雷达系统的主控组件中。
本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
本发明的实施方式还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施方式的机载太赫兹雷达系统自适应控制方法的步骤。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种机载太赫兹雷达系统自适应控制方法，其特征在于，包括：
检测值接收步骤：实时接收机载太赫兹雷达系统工作环境的大气温度、湿度以及压强的检测值；
衰减值计算步骤：根据接收的大气温度、湿度以及压强的检测值计算太赫兹频段电磁波由大气中的氧气引起的大气衰减值
Figure 446622DEST_PATH_IMAGE001
和太赫兹频段电磁波由大气中的水蒸气引起的衰减值
Figure 558934DEST_PATH_IMAGE002
，并如下计算太赫兹频段电磁波的总衰减值
Figure 94433DEST_PATH_IMAGE003
和机载太赫兹雷达系统需要调整的增益
Figure 229880DEST_PATH_IMAGE004
：
Figure 839853DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 72251DEST_PATH_IMAGE006
，
其中，
Figure 984843DEST_PATH_IMAGE007
表示机载太赫兹雷达系统的大气衰减理论值；
调整步骤：按照以下关系调整机载太赫兹雷达系统的发射功率
Figure 997799DEST_PATH_IMAGE008
、发射天线增益
Figure 286829DEST_PATH_IMAGE009
、接收天线增益
Figure 170471DEST_PATH_IMAGE010
：
Figure 519544DEST_PATH_IMAGE011
。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述衰减值计算步骤中，如下计算太赫兹频段电磁波由大气中的水蒸气引起的衰减值
Figure 691899DEST_PATH_IMAGE012
：
Figure 643675DEST_PATH_IMAGE013
，
其中，
Figure 319507DEST_PATH_IMAGE014
表示机载太赫兹雷达系统的工作频率，
Figure 901798DEST_PATH_IMAGE015
表示水蒸气的密度，由大气湿度的检测值得到，T表示温度，由大气温度的检测值得到，
Figure 233553DEST_PATH_IMAGE016
表示10条最低的水分子吸收谱线中第i条水分子吸收谱线对应的振动频率，
Figure 989019DEST_PATH_IMAGE017
表示第i条水分子吸收谱线对应的拟合系数，
Figure 988199DEST_PATH_IMAGE018
表示第i条水分子吸收谱线对应的线宽，
Figure 803709DEST_PATH_IMAGE019
表示第i条水分子吸收谱线对应的能量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述衰减值计算步骤中，如下计算太赫兹频段电磁波由大气中的氧气引起的衰减值
Figure 619830DEST_PATH_IMAGE020
：
Figure 647829DEST_PATH_IMAGE021
，
其中，P表示压强，由大气压强的检测值得到，F′为氧气吸收谱线强度的函数。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述调整步骤中，先在
Figure 501516DEST_PATH_IMAGE022
的范围内调整机载太赫兹雷达系统的发射功率
Figure 222347DEST_PATH_IMAGE023
，其中，
Figure 528695DEST_PATH_IMAGE024
为峰值发射功率；
如果发射功率
Figure 891543DEST_PATH_IMAGE023
调整到峰值发射功率后仍不能达到需要调整的增益
Figure 334157DEST_PATH_IMAGE004
，则继续调整发射天线增益
Figure 694731DEST_PATH_IMAGE009
和接收天线增益
Figure 613008DEST_PATH_IMAGE025
，直至达到需要调整的增益
Figure 389334DEST_PATH_IMAGE004
。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述检测值接收步骤中，在机载太赫兹雷达系统中设置温度传感器、湿度传感器以及压强传感器，实时接收温度传感器、湿度传感器以及压强传感器检测的大气温度、湿度以及压强。
6.一种机载太赫兹雷达系统自适应控制装置，其特征在于，包括：
检测值接收模块：实时接收机载太赫兹雷达系统工作环境的大气温度、湿度以及压强的检测值；
衰减值计算模块：根据接收的大气温度、湿度以及压强的检测值计算太赫兹频段电磁波由大气中的氧气引起的大气衰减值
Figure 76668DEST_PATH_IMAGE001
和太赫兹频段电磁波由大气中的水蒸气引起的衰减值
Figure 608143DEST_PATH_IMAGE002
，并如下计算太赫兹频段电磁波的总衰减值
Figure 623504DEST_PATH_IMAGE003
和机载太赫兹雷达系统需要调整的增益
Figure 593734DEST_PATH_IMAGE004
：
Figure 10940DEST_PATH_IMAGE026
，
Figure 713317DEST_PATH_IMAGE027
，
其中，
Figure 340607DEST_PATH_IMAGE007
表示机载太赫兹雷达系统的大气衰减理论值；
调整模块：按照以下关系调整雷达系统的发射功率
Figure 458736DEST_PATH_IMAGE008
、发射天线增益
Figure 120661DEST_PATH_IMAGE009
、接收天线增益
Figure 663113DEST_PATH_IMAGE025
：
Figure 980962DEST_PATH_IMAGE028
。
7.一种机载太赫兹雷达系统，其特征在于，包括如权利要求6所述的机载太赫兹雷达系统自适应控制装置。
8.如权利要求7所述的机载太赫兹雷达系统，其特征在于，还包括温度传感器、湿度传感器以及压强传感器，分别用于检测大气温度、湿度以及压强并发送给所述机载太赫兹雷达系统自适应控制装置的所述检测值接收模块。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-5中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述的方法的步骤。
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