中國人民解放軍63892部隊劉鵬軍獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中國人民解放軍63892部隊申請的專利基于天線性能等效反演的相控陣雷達射頻注入式仿真方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115825900B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-22發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202310032940.8,技術領域涉及:G01S7/40;該發明授權基于天線性能等效反演的相控陣雷達射頻注入式仿真方法是由劉鵬軍;劉海業;聶孝亮;孔德培;肖本龍;高軍山;王巖;何勇剛;傅亦源;楊茂松設計研發完成,并于2023-01-10向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于天線性能等效反演的相控陣雷達射頻注入式仿真方法在說明書摘要公布了:本發明涉及雷達裝備射頻注入仿真技術領域,公開了一種基于天線性能等效反演的相控陣雷達射頻注入式仿真方法,該方法采用的系統,包括:主機、IO接口適配單元、顯示控制單元,主機的基帶信號生成單元通過基帶信號調制單元與天線波束形成單元相連,天線波束形成單元輸出端通過基帶信號合成單元與上下變頻單元的上變頻輸入端相連。上下變頻單元的上變頻輸出端通過電纜與被測雷達相連。上下變頻單元的下變頻輸入端通過電纜與被測雷達激勵端相連。本發明能大幅降低仿真系統射頻饋電通道數量需求,大幅提升仿真系統信號模擬功能靈活性,增強系統通用性和適用性;提升仿真技術應用空間,有利于充分發揮仿真技術優勢,提升測試效費比。
本發明授權基于天線性能等效反演的相控陣雷達射頻注入式仿真方法在權利要求書中公布了:1.一種基于天線性能等效反演的相控陣雷達射頻注入式仿真方法,其特征是:基于相控陣雷達的天線波束合成原理,即基于原雷達陣列天線接收波束方向圖,采用逆向化設計,對雷達天線陣面進行子陣化劃分,通過設計各子陣的綜合因子,使各子陣加權合成后的天線波束方向圖與原雷達天線接收波束方向圖保持一致,仿真系統只需按照劃分的子陣模擬生成各子陣合成輸出的雷達回波信號注入被測雷達即成;包括:相控陣雷達天線波束等效模擬方法和相控陣雷達回波信號等效模擬生成方法; 1相控陣雷達的天線由多個在平面或任意曲面上規律布置的天線輻射單元和信號功率分配相加網絡所組成,通過控制改變每個陣元接收信號的相位偏移量和幅度加權值來改變波束指向和波束形狀,實現波束掃描; 包含M×N個天線單元的平面相控陣天線,天線單元沿zoy平面按等間距矩形格陣排列,呈M行N列排布,行、列單元間距分別為d1和d2,則在忽略空間傳輸路徑差對各天線單元信號幅度影響的條件下,空間遠區某一點處的天線方向圖函數表示為: 其中,——陣元因子——天線單元方向圖; ——陣列綜合因子; λ——工作波長; d1,d2——陣列天線行、列單元間距; α,β——天線陣內沿y軸方向——水平、z軸方向——垂直,各天線單元之間的激勵相位差,即“陣內相位差”; aik——第i,k天線單元的幅度加權系數為aik; 2對陣列天線進行子陣化劃分,將陣面上的若干個單元作為一個整體,作為構成相控陣天線的一個基本單元,稱為子陣,然后針對每個子陣設計信號饋電接收通道,其饋電接收網絡視為兩層網絡,或兩層以上網絡,一層為子陣相加網路,是將子陣內各個天線陣元接收信號進行功率合成;另一層為波束形成網路,是對各子陣輸出信號進行加權,得到期望的波束; 采用子陣化劃分后,將每個子陣等效看成一個天線單元,整個陣列天線等效是由各個子陣按照規律排列而成;此時,分析整個陣列天線的天線方向圖時,只需用子陣因子合成方向圖代替陣元因子的天線單元方向圖,用子陣綜合因子代替陣列綜合因子就行; 設包含M×N個天線單元的平面相控陣天線,設整個陣面劃分為P×Q個子陣,每個子陣包含L×S個天線單元,子陣內各天線單元等幅饋電,則在忽略空間傳輸路徑差對各天線單元信號幅度影響的條件下,空間遠區某一點處的天線方向圖函數表示為: 其中,——陣元因子為天線陣元方向圖; ——子陣因子; ——子陣綜合因子; λ——工作波長; α,β——天線陣內沿y軸方向-水平、z軸方向-垂直,各天線單元之間的激勵相位差-陣內相位差; d1,d2——陣列天線行、列單元間距; bik——子陣第i,k天線單元的幅度加權系數; cht——第h,t子陣的幅度加權系數; 針對采用射頻波束合成技術的相控陣雷達,以任一天線波束,采用和差波束中的和波束,實現步驟為: 1、將雷達陣列天線劃分為M,M≥1個子陣,每個子陣包含N個天線單元; 2、任意選擇M個天線單元對應的饋電接收通道,作為仿真測試時的信號注入通道,其對應的加權系數記為a1,a2,…,aM; 3、針對每個子陣,利用各子陣內對應的N個天線單元的加權因子,記為ai1,ai2,…,aiN,i=1,2,…M,計算得到M個子陣的合成方向圖,記為fi1,fi2,…,fiM,i=1,2,…M; 4、考慮到測試過程中,所選擇的M個信號注入通道對應的加權因子a1,a2,…,aM仍有效,即仍會對注入的信號進行加權,為此需對各子陣的合成方向圖進行反向修正,以抵消其影響,修正后的各子陣合成方向圖為f1a1,f2a2,…,fMaM; 5、利用修正后的子陣合成方向圖,結合雷達與目標的空間相對位置關系,計算得到各子陣輸出的雷達回波信號r1t,r2t,…,rMt,該信號即為仿真系統需模擬的雷達回波信號。
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