一種新型目標(biāo)位置控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型目標(biāo)位置控制系統(tǒng)，包括校準(zhǔn)裝置、射頻目標(biāo)仿真主控計算機、射頻信號控制單元、射頻源、目標(biāo)位置控制單元、陣列饋電系統(tǒng)，以及信號輻射陣列；所述陣列饋電系統(tǒng)包含有多路信號通道；所述每個通道包含有精位控制組件與粗位控制組件；所述信號輻射陣列上安裝多個輻射天線；所述信號輻射陣列采用平面陣列結(jié)構(gòu)，所述平面陣列由多個四元組構(gòu)成，所述四元組由平面陣列上四個相鄰的輻射天線構(gòu)成；所述信號輻射陣列采用的大角度平面陣列結(jié)構(gòu)比大角度球面陣列結(jié)構(gòu)簡單、易于加工和安裝，同時便于后期的維護；并且具有靈活可變的試驗中心，在大型被試設(shè)備的半實物仿真試驗和復(fù)雜電磁環(huán)境下的效能評估試驗等領(lǐng)域具有無可比擬的優(yōu)勢。
【專利說明】一種新型目標(biāo)位置控制系統(tǒng) 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種射頻半實物仿真技術(shù)，尤其是一種新型目標(biāo)位置控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前所用的陣列式目標(biāo)位置控制系統(tǒng)主要包括信號輻射陣列、射頻源、陣列饋電 系統(tǒng)、計算機控制及校準(zhǔn)裝置等分系統(tǒng)。其中，信號輻射陣列的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)為球面陣列形 式，其球面中心位于轉(zhuǎn)臺軸線上方，被試設(shè)備位于球面中心附近的區(qū)域。這種球面陣列式 目標(biāo)模擬系統(tǒng)的試驗中心通常只有一個，適應(yīng)的被試設(shè)備體積一般都較小，其尺寸一般在 2m X 2m X 2m 以內(nèi)。
[0003]然而，隨著射頻半實物仿真技術(shù)的發(fā)展，被試設(shè)備的體積開始向大型化方向發(fā)展， 如被試設(shè)備最大尺寸已超過40m。在有限空間的電波暗室內(nèi)，大型被試設(shè)備不同位置的部件 /分系統(tǒng)參與試驗，需要多個試驗中心或者試驗中心能夠靈活改變，以滿足同一設(shè)備內(nèi)部處 于不同位置的部件的仿真試驗需要。
[0004]同時，半實物仿真技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，大型被試設(shè)備的仿真試驗由產(chǎn)品性 能試驗逐步向關(guān)注于產(chǎn)品效能試驗發(fā)展，比如大型飛機、艦船等在復(fù)雜電磁環(huán)境下的效能 評估試驗是目前研究的熱點課題。產(chǎn)品效能評估試驗與產(chǎn)品性能評估試驗所需的高精度不 同，效能評估試驗更關(guān)注如何構(gòu)建復(fù)雜電磁環(huán)境，以及被試設(shè)備在復(fù)雜電磁環(huán)境下的工作 能力，而不追求非常高的目標(biāo)位置模擬精度。在以上試驗中，具有單一試驗中心、僅適用于 小型被試設(shè)備的球面陣列目標(biāo)模擬系統(tǒng)已不能滿足試驗要求，迫切需要構(gòu)造一種新型目標(biāo) 位置控制系統(tǒng)，以期能夠更好完成新的試驗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種新型目標(biāo)位置控制系統(tǒng)，其不僅可以改變目 標(biāo)信號在輻射陣列上的位置，還可以改變目標(biāo)位置信號的試驗中心。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明涉及一種新型目標(biāo)位置控制系統(tǒng)，包括校準(zhǔn)裝置、射 頻目標(biāo)仿真主控計算機、射頻信號控制單元、射頻源、目標(biāo)位置控制單元、陣列饋電系統(tǒng)，以 及信號輻射陣列。所述陣列饋電系統(tǒng)包含有多路信號通道，信號通道的數(shù)量決定目標(biāo)的數(shù) 量。所述信號輻射陣列上安裝有多個輻射天線。所述每個信號通道包含有精位控制組件與 粗位控制組件。所述信號輻射陣列采用平面陣列結(jié)構(gòu)，所述平面陣列由多個四元組構(gòu)成，所 述四元組由平面陣列上四個相鄰的輻射天線構(gòu)成。
[0007]所述每個信號通道的精位控制組件由功率分配器與四條后續(xù)支路組成。所述后續(xù) 支路包含有程控移相器、程控衰減器、線性功率放大器。
[0008]所述每個信號通道的粗位控制組件由四組開關(guān)矩陣與多個功率合成器組成。每組 開關(guān)矩陣包含多個輸出端口 ；四組開關(guān)矩陣的每個輸出端口均與功率合成器的對應(yīng)輸入端 相連接。所述功率合成器的數(shù)量與信號輻射陣列上天線數(shù)量相等，功率合成器的輸出端與 信號輻射陣列上四元組內(nèi)天線相連接。[0009]所述精位控制組件中每一條后續(xù)支路均與粗位控制組件中一組開關(guān)矩陣相對應(yīng)連接。
[0010]本發(fā)明通過一種新型目標(biāo)位置控制系統(tǒng)的控制算法控制合成信號輻射中心位置的變化，所述新型目標(biāo)位置控制系統(tǒng)通過控制精位控制組件中的程控衰減器和程控移相器，從而改變對應(yīng)四元組內(nèi)四個輻射單元信號的幅度和相位，進而控制合成信號輻射中心在對應(yīng)四元組內(nèi)的相對位置，其原理見下。
[0011]以轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)中心為原點，四元組內(nèi)四個輻射天線單元分別為A、B、C、D，它們的位置用俯仰角和方位角來描述，分為為
【權(quán)利要求】
1.一種新型目標(biāo)位置控制系統(tǒng)，包括校準(zhǔn)裝置、射頻目標(biāo)仿真主控計算機、射頻信號控 制單元、射頻源、目標(biāo)位置控制單元、陣列饋電系統(tǒng)，以及信號輻射陣列，其特征在于，所述 陣列饋電系統(tǒng)包含有多路信號通道；所述每個信號通道包含有精位控制組件與粗位控制組 件；所述信號輻射陣列上安裝有多個輻射天線；所述信號輻射陣列采用平面陣列結(jié)構(gòu)；所 述平面陣列由多個四元組構(gòu)成，所述四元組由平面陣列上四個相鄰的輻射天線構(gòu)成。
2.按照權(quán)利要求1所述的新型目標(biāo)位置控制系統(tǒng)，其特征在于，所述每個信號通道內(nèi) 的精位控制組件由功率分配器與四條后續(xù)支路組成；所述后續(xù)支路包含有程控移相器、程 控衰減器、線性功率放大器。
3.按照權(quán)利要求1所述的新型目標(biāo)位置控制系統(tǒng)，其特征在于，所述每個信號通道內(nèi) 的粗位控制組件由四組開關(guān)矩陣與多個功率合成器組成；每組開關(guān)矩陣包含有多個輸出端 口 ；所述粗位控制組件中的四組開關(guān)矩陣的每個輸出端口均與功率合成器的對應(yīng)輸入端相 連接；所述功率合成器的輸出端與信號輻射陣列上的四元組內(nèi)天線相連接。
4.按照權(quán)利要求1、2、3中任意一項所述的新型目標(biāo)位置控制系統(tǒng)，其特征在于，所述 精位控制組件中每一條后續(xù)支路均與粗位控制組件中一組開關(guān)矩陣相對應(yīng)連接。
5.一種新型目標(biāo)位置控制系統(tǒng)的控制算法，其特征在于，所述新型目標(biāo)位置控制系統(tǒng) 通過控制精位控制組件中的程控衰減器和程控移相器，改變對應(yīng)四元組內(nèi)四個輻射天線信 號的幅度和相位，進而控制合成信號輻射中心在對應(yīng)四元組內(nèi)的相對位置。
6.按照權(quán)利要求5所述的新型目標(biāo)位置控制系統(tǒng)的控制算法，其特征在于，所述新型 目標(biāo)位置控制系統(tǒng)通過控制粗位控制組件中開關(guān)矩陣的通斷，改變合成信號輻射中心處于 不同的四元組。
7.一種新型目標(biāo)位置控制系統(tǒng)的誤差分析方法，其特征在于，所述新型目標(biāo)位置控制 系統(tǒng)的誤差控制方法包括如下步驟:1)根據(jù)射頻半實物仿真試驗中被試設(shè)備天線的口徑尺寸及試驗頻率，計算出半實物仿 真試驗距離；2)同時根據(jù)被試設(shè)備天線的口徑尺寸及試驗頻率，由工程經(jīng)驗公式初步確定平面陣列 上四元組天線之間的單元間距；3)通過計算機模擬出新型目標(biāo)位置控制系統(tǒng)以上述仿真試驗距離和單元間距為條件 下的合成電場幅度波形與合成電場相位波形；4)將上述步驟中得到的合成電場幅度波形與合成電場相位波形與點源信號波形相比 較，若合成信號波形出現(xiàn)明顯波束分裂，則在仿真試驗距離不變的情況下，調(diào)整單元間距， 直至合成電場波形與點源信號波形相比無明顯波束分裂；5)四元組天線使用上述步驟所確定的仿真試驗距離和單元間距，能夠很好的模擬點源 信號，并能夠?qū)⒑铣尚盘柕奈恢谜`差控制在合理的范圍內(nèi)。
【文檔編號】G05B17/02GK103558773SQ201310564655
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】張丙偉, 朱健康 申請人:南京長峰航天電子科技有限公司