CN116470302B - 一种小型相控阵天线模组的控制方法及控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小型相控阵天线模组的控制方法及控制系统，包括控制系统启动过程中，若各个阵元的温度状态和位置状态均正常，将阵元状态发送到散热策略调整模块，控制系统进入运行，对阵元进行一致性调整，一致性调整完成后，根据相控阵天线模组的移动状态，判断相控阵天线模组的工作状态，若为工作状态，散热策略调整模块根据得到的阵元状态以及环境温度数据，生成散热策略，根据生成散热策略，进行小型相控阵散热控制，若在设定的巡检时长内，未检测到进入工作状态，控制系统进入休眠，完成相控阵天线模组的控制。通过本发明所提供的技术方案，可以实现根据移动状态对相控阵模块进行运行控制。
Description
技术领域
本发明涉及相控阵领域，具体是一种小型相控阵天线模组的控制方法及控制系统。
背景技术
现代雷达体制中相控阵雷达成为主流雷达体制，其中便携小型化相控阵雷达也成为未来的一种趋势，其灵活的部署方式以及便于携带的特点越来越受到欢迎。
但灵活的部署方式以及便于携带的特点也带来了问题，当遇到故障时，难以进行及时维护，因此如何对相控阵进行故障控制和运行控制，以便适应灵活部署的特点，是当下行业技术人员需要克服的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种小型相控阵天线模组的控制方法，包括：
步骤一，控制系统启动过程中，通过相控阵天线模组状态检测装置中的故障检测装置采集相控阵天线模组中各个阵元的温度状态数据和位置状态数据，若各个阵元的温度状态和位置状态均正常，将阵元状态发送到散热策略调整模块，进入步骤三，否则，进入步骤二；
步骤二，开启容错控制模块，通过温度状态异常数据和位置状态异常数据，分别定位异常状态阵元，若定位到的异常状态阵元中存在相同的阵元，则屏蔽该阵元，将得到的阵元状态发送到散热策略调整模块，进入步骤三；
步骤三，控制系统进入运行，对阵元进行一致性调整，一致性调整完成后，通过相控阵天线模组状态检测装置中的移动状态检测装置采集相控阵天线模组的移动状态，根据相控阵天线模组的移动状态，判断相控阵天线模组的工作状态，若为工作状态，则进入步骤四，若为非工作状态，则进入步骤五；
步骤四，散热策略调整模块根据得到的阵元状态以及环境温度数据，生成散热策略，根据生成散热策略，进行小型相控阵散热控制，若相控阵天线模进入非工作状态，进入步骤五
步骤五，根据预设的巡检频率，通过相控阵天线模组中的移动状态检测装置采集相控阵天线模组的移动状态，若检测到进入工作状态，则返回步骤四，若在设定的巡检时长内，未检测到进入工作状态，则进入步骤六；
步骤六，控制系统进入休眠，完成相控阵天线模组的控制。
进一步的，所述的通过相控阵天线模组状态检测装置中的故障检测装置采集相控阵天线模组中各个阵元的温度状态数据和位置状态数据，包括：
通过故障检测装置中的温度数据采集模块采集系统启动过程中各个阵元的温度数据，并获取设定时长内各个阵元的温度上升率，若温度上升率在设定的温度上升率阈值内，则阵元温度状态正常，反之，则温度状态异常；
通过故障检测装置中的距离监测装置采集各相控阵元之间的间距，若阵元之间的间距均在设定的间距阈值范围内，则阵元位置状态正常，反之，则阵元位置异常。
进一步的，所述的通过温度状态异常数据和位置状态异常数据，分别定位异常状态阵元，若定位到的异常状态阵元中存在相同的阵元，则屏蔽该阵元，包括：
根据得到的温度上升率，定位得到温度上升率异常的阵元，得到第一异常阵元；根据得到的阵元之间的间距，若阵元与相邻阵元之间的间距异常数量不小于2，则该阵元为位置异常阵元，得到第二异常阵元；
若第一异常阵元与第二异常阵元中存在相同的阵元，则系统屏蔽该相同的阵元。
进一步的，所述的通过相控阵天线模组状态检测装置中的移动状态检测装置采集相控阵天线模组的移动状态，根据相控阵天线模组的移动状态，判断相控阵天线模组的工作状态，包括：
通过移动状态检测装置采集相控阵天线模组的加速度以及相控阵天线模组与水平面夹角，若相控阵天线模组的加速度不大于设定的加速度阈值且相控阵天线模组与水平面夹角在设定工作夹角范围内，则判断相控阵天线模组为工作状态，否则，为非工作状态。
进一步的，所述的散热策略调整模块根据得到的阵元状态以及环境温度数据，生成散热策略，包括：
若各个阵元的温度状态和位置状态均正常，则根据环境温度调用预设的散热功率，对相控阵模块进行散热；
若存在温度异常阵元，根据温度异常阵元数量，以及预设的散热功率增长参数，得到增长功率，根据环境温度调用预设的散热功率和增长功率的和，构成散热功率，对相控阵模块进行散热。
一种小型相控阵天线模组的控制系统，应用一种小型相控阵天线模组的控制方法，包括相控阵天线模组状态检测装置、散热装置、散热策略调整模块、容错控制模块、数据处理模块、通信模块、环境温度采集装置、数据存储模块；
所述的相控阵天线模组状态检测装置、散热策略调整模块、容错控制模块、通信模块、环境温度采集装置、数据存储模块分别与所述的数据处理模块连接；所述的散热装置与所述的散热策略调整模块连接。
优选的，所述的相控阵天线模组状态检测装置包括故障检测装置、温度检测装置、移动状态检测装置；所述的故障检测装置、温度检测装置、移动状态检测装置分别与所述的数据处理模块连接。
本发明的有益效果是：通过本发明所提供的技术方案，可以实现通过将故障检测与控制集成到相控阵模组的控制方法中，可以实现对故障的实时监测、自动诊断和响应，从而提高系统的可靠性和性能，减少故障对系统操作的影响；同时针对小型相控阵模块不固定设备，灵活移动特点，根据移动状态对相控阵模块进行工作状态监测，根据移动状态对相控阵模块进行运行控制。
附图说明
图1为一种小型相控阵天线模组的控制方法的流程示意图；
图2为一种小型相控阵天线模组的控制系统的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，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用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
而且，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程，方法，物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程，方法，物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程，方法，物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
如图1所示，一种小型相控阵天线模组的控制方法，包括：
步骤一，控制系统启动过程中，通过相控阵天线模组状态检测装置中的故障检测装置采集相控阵天线模组中各个阵元的温度状态数据和位置状态数据，若各个阵元的温度状态和位置状态均正常，将阵元状态发送到散热策略调整模块，进入步骤三，否则，进入步骤二；
步骤二，开启容错控制模块，通过温度状态异常数据和位置状态异常数据，分别定位异常状态阵元，若定位到的异常状态阵元中存在相同的阵元，则屏蔽该阵元，将得到的阵元状态发送到散热策略调整模块，进入步骤三；
步骤三，控制系统进入运行，对阵元进行一致性调整，一致性调整完成后，通过相控阵天线模组状态检测装置中的移动状态检测装置采集相控阵天线模组的移动状态，根据相控阵天线模组的移动状态，判断相控阵天线模组的工作状态，若为工作状态，则进入步骤四，若为非工作状态，则进入步骤五；
步骤四，散热策略调整模块根据得到的阵元状态以及环境温度数据，生成散热策略，根据生成散热策略，进行小型相控阵散热控制，若相控阵天线模进入非工作状态，进入步骤五
步骤五，根据预设的巡检频率，通过相控阵天线模组中的移动状态检测装置采集相控阵天线模组的移动状态，若检测到进入工作状态，则返回步骤四，若在设定的巡检时长内，未检测到进入工作状态，则进入步骤六；
步骤六，控制系统进入休眠，完成相控阵天线模组的控制。
其中，所述的对阵元进行一致性调整，包括：设定校准信号，经过阵元0后，得到信号/>，采集信号/>样本点，通过傅里叶变换得到阵元0的相位/>；同理得到除阵元0外任一阵元n的相位/>；其中阵元0为随机选择的状态正常的阵元；在时钟同源、本振同步和采集同步的条件下，以阵元0为基准，通过阵元0和阵元n两阵元的相位差/>，得到群时延误差/>；以阵元0为基准，得到多个群时延误差，将多个群时延误差中的最小值/>的反向值加到每个阵元的群时延误差中，得到各阵元的群时延校准值，利用群时延校准值对各阵元进行整数时延校准和小数时延校准，完成各阵元群时延校准；完成群时延校准后，以完成群时延校准后的阵元0为基准，获取群时延校准后各阵元的相位误差/>值，根据/>值补偿各阵元的相位，完成相位校准。
所述的通过相控阵天线模组状态检测装置中的故障检测装置采集相控阵天线模组中各个阵元的温度状态数据和位置状态数据，包括：
通过故障检测装置中的温度数据采集模块采集系统启动过程中各个阵元的温度数据，并获取设定时长内各个阵元的温度上升率，若温度上升率在设定的温度上升率阈值内，则阵元温度状态正常，反之，则温度状态异常；
通过故障检测装置中的距离监测装置采集各相控阵元之间的间距，若阵元之间的间距均在设定的间距阈值范围内，则阵元位置状态正常，反之，则阵元位置异常。
所述的通过温度状态异常数据和位置状态异常数据，分别定位异常状态阵元，若定位到的异常状态阵元中存在相同的阵元，则屏蔽该阵元，包括：
根据得到的温度上升率，定位得到温度上升率异常的阵元，得到第一异常阵元；根据得到的阵元之间的间距，若阵元与相邻阵元之间的间距异常数量不小于2，则该阵元为位置异常阵元，得到第二异常阵元；
若第一异常阵元与第二异常阵元中存在相同的阵元，则系统屏蔽该相同的阵元。
所述的通过相控阵天线模组状态检测装置中的移动状态检测装置采集相控阵天线模组的移动状态，根据相控阵天线模组的移动状态，判断相控阵天线模组的工作状态，包括：
通过移动状态检测装置采集相控阵天线模组的加速度以及相控阵天线模组与水平面夹角，若相控阵天线模组的加速度不大于设定的加速度阈值且相控阵天线模组与水平面夹角在设定工作夹角范围内，则判断相控阵天线模组为工作状态，否则，为非工作状态。
所述的散热策略调整模块根据得到的阵元状态以及环境温度数据，生成散热策略，包括：
若各个阵元的温度状态和位置状态均正常，则根据环境温度调用预设的散热功率，对相控阵模块进行散热；
若存在温度异常阵元，根据温度异常阵元数量，以及预设的散热功率增长参数，得到增长功率，根据环境温度调用预设的散热功率和增长功率的和，构成散热功率，对相控阵模块进行散热。
如图2所示，一种小型相控阵天线模组的控制系统，应用一种小型相控阵天线模组的控制方法，包括相控阵天线模组状态检测装置、散热装置、散热策略调整模块、容错控制模块、数据处理模块、通信模块、环境温度采集装置、数据存储模块；
所述的相控阵天线模组状态检测装置、散热策略调整模块、容错控制模块、通信模块、环境温度采集装置、数据存储模块分别与所述的数据处理模块连接；所述的散热装置与所述的散热策略调整模块连接。
所述的相控阵天线模组状态检测装置包括故障检测装置、温度检测装置、移动状态检测装置；所述的故障检测装置、温度检测装置、移动状态检测装置分别与所述的数据处理模块连接。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种小型相控阵天线模组的控制方法，其特征在于，包括：
步骤一，控制系统启动过程中，通过相控阵天线模组状态检测装置中的故障检测装置采集相控阵天线模组中各个阵元的温度状态数据和位置状态数据，若各个阵元的温度状态和位置状态均正常，将阵元状态发送到散热策略调整模块，进入步骤三，否则，进入步骤二；
步骤二，开启容错控制模块，通过温度状态异常数据和位置状态异常数据，分别定位异常状态阵元，若定位到的异常状态阵元中存在相同的阵元，则屏蔽该阵元，将得到的阵元状态发送到散热策略调整模块，进入步骤三；
步骤三，控制系统进入运行，对阵元进行一致性调整，一致性调整完成后，通过相控阵天线模组状态检测装置中的移动状态检测装置采集相控阵天线模组的移动状态，根据相控阵天线模组的移动状态，判断相控阵天线模组的工作状态，若为工作状态，则进入步骤四，若为非工作状态，则进入步骤五；
步骤四，散热策略调整模块根据得到的阵元状态以及环境温度数据，生成散热策略，根据生成散热策略，进行小型相控阵散热控制，若相控阵天线模进入非工作状态，进入步骤五；
步骤五，根据预设的巡检频率，通过相控阵天线模组中的移动状态检测装置采集相控阵天线模组的移动状态，若检测到进入工作状态，则返回步骤四，若在设定的巡检时长内，未检测到进入工作状态，则进入步骤六；
步骤六，控制系统进入休眠，完成相控阵天线模组的控制；
通过故障检测装置中的温度数据采集模块采集系统启动过程中各个阵元的温度数据，并获取设定时长内各个阵元的温度上升率，若温度上升率在设定的温度上升率阈值内，则阵元温度状态正常，反之，则温度状态异常；
通过故障检测装置中的距离监测装置采集各相控阵元之间的间距，若阵元之间的间距均在设定的间距阈值范围内，则阵元位置状态正常，反之，则阵元位置异常；
根据得到的温度上升率，定位得到温度上升率异常的阵元，得到第一异常阵元；根据得到的阵元之间的间距，若阵元与相邻阵元之间的间距异常数量不小于2，则该阵元为位置异常阵元，得到第二异常阵元；
若第一异常阵元与第二异常阵元中存在相同的阵元，则系统屏蔽该相同的阵元。
2.根据权利要求1所述的一种小型相控阵天线模组的控制方法，其特征在于，所述的通过相控阵天线模组状态检测装置中的移动状态检测装置采集相控阵天线模组的移动状态，根据相控阵天线模组的移动状态，判断相控阵天线模组的工作状态，包括：
通过移动状态检测装置采集相控阵天线模组的加速度以及相控阵天线模组与水平面夹角，若相控阵天线模组的加速度不大于设定的加速度阈值且相控阵天线模组与水平面夹角在设定工作夹角范围内，则判断相控阵天线模组为工作状态，否则，为非工作状态。
3.根据权利要求2所述的一种小型相控阵天线模组的控制方法，其特征在于，所述的散热策略调整模块根据得到的阵元状态以及环境温度数据，生成散热策略，包括：
若各个阵元的温度状态和位置状态均正常，则根据环境温度调用预设的散热功率，对相控阵模块进行散热；
若存在温度异常阵元，根据温度异常阵元数量，以及预设的散热功率增长参数，得到增长功率，根据环境温度调用预设的散热功率和增长功率的和，构成散热功率，对相控阵模块进行散热。
4.一种小型相控阵天线模组的控制系统，其特征在于，应用权利要求1-2任一所述的一种小型相控阵天线模组的控制方法，包括相控阵天线模组状态检测装置、散热装置、散热策略调整模块、容错控制模块、数据处理模块、通信模块、环境温度采集装置、数据存储模块；
所述的相控阵天线模组状态检测装置、散热策略调整模块、容错控制模块、通信模块、环境温度采集装置、数据存储模块分别与所述的数据处理模块连接；所述的散热装置与所述的散热策略调整模块连接。
5.根据权利要求4所述的一种小型相控阵天线模组的控制系统，其特征在于，所述的相控阵天线模组状态检测装置包括故障检测装置、温度检测装置、移动状态检测装置；所述的故障检测装置、温度检测装置、移动状态检测装置分别与所述的数据处理模块连接。
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| Title |
|---|
| "The new water-cooled cold plate for active phased array antenna using AM technology";Toshihiro Kitazaki 等;《2021 IEEE Radar Conference (RadarConf21)》;全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116470302A (zh) | 2023-07-21 |
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