【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及雷達(dá)制導(dǎo)控制半實(shí)物仿真的，具體地，涉及一種射頻陣列多目標(biāo)空間位置精確模擬方法與系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、在雷達(dá)
，群目標(biāo)跟蹤與識別是當(dāng)前研究的重點(diǎn)之一，反群目標(biāo)雷達(dá)的設(shè)計(jì)研究也在不斷推進(jìn)。雷達(dá)探測系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段一般使用半實(shí)物仿真系統(tǒng)對其性能進(jìn)行驗(yàn)證，目標(biāo)電磁環(huán)境模擬的準(zhǔn)確性直接影響雷達(dá)目標(biāo)識別與跟蹤能力考核，這對半實(shí)物仿真系統(tǒng)提出多目標(biāo)精確模擬需求。
2、當(dāng)前仿真系統(tǒng)一般使用多個饋電通道進(jìn)行多目標(biāo)模擬，試驗(yàn)前對每個通道進(jìn)行校準(zhǔn)與測試，確保單目標(biāo)角度模擬誤差滿足精度范圍。但仿真試驗(yàn)時若多個目標(biāo)的角度模擬誤差方向相反，可能存在空間相對位置誤差超出模擬精度范圍的問題，如圖1所示，最大誤差可達(dá)到單目標(biāo)角度模擬誤差的兩倍，嚴(yán)重影響雷達(dá)系統(tǒng)目標(biāo)識別與跟蹤能力驗(yàn)證。
3、對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，專利號為cn111711500a，專利名為“一種仿真天線陣列標(biāo)校與射頻信號監(jiān)測系統(tǒng)”的中國專利，該專利提出了一種仿真天線陣列角模擬精度測試方法，通過統(tǒng)計(jì)模型完成天線角模擬精度評估，該方法只對單饋電通道模擬單個目標(biāo)的精度進(jìn)行測試，應(yīng)用于單目標(biāo)的半實(shí)物仿真試驗(yàn)中，多目標(biāo)模擬時使用該方法則無法保證目標(biāo)之間相對位置誤差滿足指標(biāo)要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本專利技術(shù)的目的是提供一種射頻陣列多目標(biāo)空間位置精確模擬方法與系統(tǒng)。
2、根據(jù)本專利技術(shù)提供的射頻陣列多目標(biāo)空間位置精確模擬方法，包括：
3、步驟s1：使用信號處理設(shè)備生成多目標(biāo)信號
4、步驟s2：射頻陣列天線接收多目標(biāo)信號，校準(zhǔn)控制計(jì)算機(jī)發(fā)送控制信號使電子開關(guān)以延時τ進(jìn)行切換，將多個目標(biāo)信號分別傳輸至各目標(biāo)饋電通道；
5、步驟s3：在同一個陣列天線輻射多目標(biāo)信號，信號處理設(shè)備的四路接收天線采集多目標(biāo)回波信號，提取各目標(biāo)回波信號相位；轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)180度后重復(fù)以上步驟，根據(jù)兩次測量的相位值計(jì)算信號處理設(shè)備左右接收天線鏈路和上下接收天線鏈路固有相位誤差；
6、步驟s4：控制轉(zhuǎn)臺使信號處理設(shè)備對準(zhǔn)雷達(dá)指向位置，使用陣列三元組合成方法模擬多目標(biāo)空間位置，信號處理設(shè)備的四路接收天線采集多目標(biāo)回波信號，提取各目標(biāo)回波信號相位；
7、步驟s5：結(jié)合設(shè)備固有誤差和目標(biāo)與雷達(dá)指向中心的間距，使用比相法計(jì)算每個目標(biāo)方位角和俯仰角模擬誤差，在三元組合成目標(biāo)時對誤差進(jìn)行補(bǔ)償，從而實(shí)現(xiàn)射頻陣列多目標(biāo)空間位置精確模擬。
8、優(yōu)選地，所述步驟s3包括：
9、記接收天線1采集每個目標(biāo)信號相位分別為α1aref、α2aref、…、αnaref，接收天線2采集的每個目標(biāo)信號相位分別為α1lref、α2lref、…、αnlref，接收天線3采集的每個目標(biāo)信號相位分別為α1uref、α2uref、…、αnuref，接收天線4采集的每個目標(biāo)信號相位分別為α1rref、α2rref、…、αnrref，其中n為目標(biāo)編號，n＝1、2、…；
10、轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)180度后重復(fù)以上步驟，記接收天線1采集每個目標(biāo)信號相位分別為α1aref′、α2aref′、…、αnaref′，接收天線2采集的每個目標(biāo)信號相位分別為α1lref′、α2lref′、…、αnlref′，接收天線3采集的每個目標(biāo)信號相位分別為α1uref′、α2uref′、…、αnuref′，接收天線4采集的每個目標(biāo)信號相位分別為α1rref′、α2rref′、…、αnrref′，其中n為目標(biāo)編號，n＝1、2、…；
11、采集的信號相位中包括系統(tǒng)鏈路誤差，記接收天線1和接收天線3鏈路固有相位差為δα1θ、δα2θ、…、δαnθ，接收天線2和接收天線4鏈路線路固有相位差為根據(jù)兩次測量的相位值，計(jì)算出相位誤差為：
12、
13、
14、記接收天線1采集每個目標(biāo)信號相位分別為α1a、α2a、…、αna，接收天線2采集的每個目標(biāo)信號相位分別為α1l、α2l、…、αnl，接收天線3采集的每個目標(biāo)信號相位分別為α1u、α2u、…、αnu，接收天線4采集的每個目標(biāo)信號相位分別為α1r、α2r、…、αnr，其中n為目標(biāo)編號，n＝1、2、…。
15、優(yōu)選地，所述步驟s5包括：設(shè)在與天線法線為θ方向有陣列天線輻射電磁波信號，距離滿足遠(yuǎn)場條件時接收天線端面的電磁波近似為平面波，兩天線間距為d時，其接收信號由于波程差產(chǎn)生的相位差如下：
16、
17、其中，λ為信號波長。
18、優(yōu)選地，結(jié)合接收鏈路固有誤差，根據(jù)接收天線1和接收天線3相位差計(jì)算各目標(biāo)俯仰向角度差為：
19、
20、根據(jù)接收天線2和接收天線4的相位差計(jì)算各目標(biāo)方位向角度差為：
21、
22、優(yōu)選地，計(jì)算出的目標(biāo)角度差包括目標(biāo)模擬誤差、目標(biāo)與雷達(dá)指向位置角度差兩部分，記雷達(dá)指向位置為目標(biāo)理論位置為計(jì)算出目標(biāo)俯仰角度模擬誤差和方位角度模擬誤差分別為：
23、
24、根據(jù)本專利技術(shù)提供的射頻陣列多目標(biāo)空間位置精確模擬系統(tǒng)，包括：
25、模塊m1：使用信號處理設(shè)備生成多目標(biāo)信號，每個目標(biāo)信號之間的延時為τ，上變頻生成射頻信號后完成空饋輻射；
26、模塊m2：射頻陣列天線接收多目標(biāo)信號，校準(zhǔn)控制計(jì)算機(jī)發(fā)送控制信號使電子開關(guān)以延時τ進(jìn)行切換，將多個目標(biāo)信號分別傳輸至各目標(biāo)饋電通道；
27、模塊m3：在同一個陣列天線輻射多目標(biāo)信號，信號處理設(shè)備的四路接收天線采集多目標(biāo)回波信號，提取各目標(biāo)回波信號相位；轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)180度后重復(fù)以上流程，根據(jù)兩次測量的相位值計(jì)算信號處理設(shè)備左右接收天線鏈路和上下接收天線鏈路固有相位誤差；
28、模塊m4：控制轉(zhuǎn)臺使信號處理設(shè)備對準(zhǔn)雷達(dá)指向位置，使用陣列三元組合成方法模擬多目標(biāo)空間位置，信號處理設(shè)備的四路接收天線采集多目標(biāo)回波信號，提取各目標(biāo)回波信號相位；
29、模塊m5：結(jié)合設(shè)備固有誤差和目標(biāo)與雷達(dá)指向中心的間距，使用比相法計(jì)算每個目標(biāo)方位角和俯仰角模擬誤差，在三元組合成目標(biāo)時對誤差進(jìn)行補(bǔ)償，從而實(shí)現(xiàn)射頻陣列多目標(biāo)空間位置精確模擬。
30、優(yōu)選地，所述模塊m3包括：
31、記接收天線1采集每個目標(biāo)信號相位分別為α1aref、α2aref、…、αnaref，接收天線2采集的每個目標(biāo)信號相位分別為α1lref、α2lref、…、αnlref，接收天線3采集的每個目標(biāo)信號相位分別為α1uref、α2uref、…、αnuref，接收天線4采集的每個目標(biāo)信號相位分別為α1rref、α2rref、…、αnrref，其中n為目標(biāo)編號，n＝1、2、…；
32、轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)180度后重復(fù)以上步驟，記接收天線1采集每個目標(biāo)信號相位分別為α1aref′、α2aref′、…、αnaref′，接收天線2采集的每個目標(biāo)信號相位分別為α1lref′、α2lref′、…、αnlref′，接收天線3采集的每本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種射頻陣列多目標(biāo)空間位置精確模擬方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻陣列多目標(biāo)空間位置精確模擬方法，其特征在于，所述步驟S3包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的射頻陣列多目標(biāo)空間位置精確模擬方法，其特征在于，所述步驟S5包括：設(shè)在與天線法線為θ方向有陣列天線輻射電磁波信號，距離滿足遠(yuǎn)場條件時接收天線端面的電磁波近似為平面波，兩天線間距為d時，其接收信號由于波程差產(chǎn)生的相位差如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的射頻陣列多目標(biāo)空間位置精確模擬方法，其特征在于，結(jié)合接收鏈路固有誤差，根據(jù)接收天線1和接收天線3相位差計(jì)算各目標(biāo)俯仰向角度差為：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的射頻陣列多目標(biāo)空間位置精確模擬方法，其特征在于，計(jì)算出的目標(biāo)角度差包括目標(biāo)模擬誤差、目標(biāo)與雷達(dá)指向位置角度差兩部分，記雷達(dá)指向位置為目標(biāo)理論位置為計(jì)算出目標(biāo)俯仰角度模擬誤差和方位角度模擬誤差分別為：
6.一種射頻陣列多目標(biāo)空間位置精確模擬系統(tǒng)，其特征在于，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的射頻陣列多目標(biāo)空間位置精確模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的射頻陣列多目標(biāo)空間位置精確模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述模塊M5包括：設(shè)在與天線法線為θ方向有陣列天線輻射電磁波信號，距離滿足遠(yuǎn)場條件時接收天線端面的電磁波近似為平面波，兩天線間距為d時，其接收信號由于波程差產(chǎn)生的相位差如下：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的射頻陣列多目標(biāo)空間位置精確模擬系統(tǒng)，其特征在于，結(jié)合接收鏈路固有誤差，根據(jù)接收天線1和接收天線3相位差計(jì)算各目標(biāo)俯仰向角度差為：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的射頻陣列多目標(biāo)空間位置精確模擬系統(tǒng)，其特征在于，計(jì)算出的目標(biāo)角度差包括目標(biāo)模擬誤差、目標(biāo)與雷達(dá)指向位置角度差兩部分，記雷達(dá)指向位置為目標(biāo)理論位置為計(jì)算出目標(biāo)俯仰角度模擬誤差和方位角度模擬誤差分別為：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種射頻陣列多目標(biāo)空間位置精確模擬方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻陣列多目標(biāo)空間位置精確模擬方法，其特征在于，所述步驟s3包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的射頻陣列多目標(biāo)空間位置精確模擬方法，其特征在于，所述步驟s5包括：設(shè)在與天線法線為θ方向有陣列天線輻射電磁波信號，距離滿足遠(yuǎn)場條件時接收天線端面的電磁波近似為平面波，兩天線間距為d時，其接收信號由于波程差產(chǎn)生的相位差如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的射頻陣列多目標(biāo)空間位置精確模擬方法，其特征在于，結(jié)合接收鏈路固有誤差，根據(jù)接收天線1和接收天線3相位差計(jì)算各目標(biāo)俯仰向角度差為：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的射頻陣列多目標(biāo)空間位置精確模擬方法，其特征在于，計(jì)算出的目標(biāo)角度差包括目標(biāo)模擬誤差、目標(biāo)與雷達(dá)指向位置角度差兩部分，記雷達(dá)指向位置為目標(biāo)理論位置為計(jì)算出目標(biāo)俯仰角度模擬誤差和方位角度模擬誤差分別為：
...【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：許哲，嚴(yán)天虛，陸戈輝，奚榮平，趙亮，王立權(quán)，閆宏雁，陳崇，劉暢，
申請(專利權(quán))人：上海機(jī)電工程研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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