[發明專利]有源相控陣雷達參數化建模及綜合優化設計平臺

在審

• 申請號: 201410216489.6
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN104021243A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 高玉良;張路;萬建崗;毛滔;蘇彥華;鄧靜;周艷
• 申請（專利權）人: 萬建崗
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明專利涉及有源相控陣雷達的整機參數化建模和多學科優化設計領域。

背景技術

有源相控陣雷達在我國的地位和作用越來越重要，其核心組件種類多，結構復雜，技術指標要求高，涉及學科領域多，研制難度大。更為重要的是，有源相控陣雷達的各個組件都是獨立研制，即使單個組件的指標達到要求，但在整機上聯機工作時往往會出現由于各個組件之間的信號質量、時序控制、電磁兼容、可靠性等方面沒有嚴格匹配而影響整機工作問題（比如對引進雷達的部分核心組件國產化，由于國產化組件的信號質量、時序、電磁兼容、可靠性等與進口組件不完全匹配或者同步，導致國產化組件在整機工作時會引起整機工作不正常甚至故障），因此，有源相控陣雷達的各個組件研制必須從整機角度考慮。如何提高有源相控陣雷達單個組件的研制效率和批生產成品率，降低研制成本，避免各個組件研制完成后影響整機運行的情況出現，這就必須依托相應的建模軟件和多學科優化設計平臺實現。然而，當前我國有源相控陣雷達建模復雜，周期長，效率低，對于各個組件的多學科優化大多數停留在獨立的電訊分析、熱分析、抗沖擊振動分析、電磁兼容分析等，難以支持整機所有組件的綜合優化。因此，開發一種能夠支持雷達整機快速建模及基于電訊、結構、工藝的多學科優化平臺，以支持有源相控陣雷達的總體性能指標的驗證和改進，提高各個組件設計效率和批生產的成品率，是當前急需解決的一個重要問題。

發明內容

該發明所設計的高精度參數化建模及綜合優化設計平臺，能夠對雷達整機進行快速、精確的參數化建模，同時利用各個仿真軟件的特長進行聯合仿真、優化，實現整機各組件間模擬信號、數字信號、時序信號、控制信號、熱分布、振動沖擊、可靠性等的全耦合仿真，模擬各組件在整機中的實際配合運行情況，實現基于整機綜合性能和效能提升的電訊、結構和工藝等多學科優化設計，支持有源相控陣雷達的總體性能指標的驗證和改進，對于提高組件的設計效率和批生產成品率，降低研制成本，加速裝備設計和批量制造過程等發揮推動作用。

本發明采用的技術方案是：基于整機參數化建模和多學科綜合優化的理念，結合PRO/E、ADS、QUARTUS、ANSYS、FLO/EMC、ISIGHT等專業軟件的調用，開發了一套支持有源相控陣雷達整機參數化建模及多學科綜合優化設計的平臺，能夠對各個組件進行快速、準確建模，同時進行電訊分析、熱分析、沖擊振動分析、電磁兼容分析、可靠性分析等全耦合仿真，實現對整機各組件電訊、結構、工藝的多學科優化設計。

本發明的有益效果是：適用于國內各類有源相控陣雷達的自主研制或者各類引進有源相控陣雷達關鍵核心組件的國產化，對提高組件的設計效率和批生產成品率，降低研制成本，加速裝備設計過程和批量制造過程等發揮有力的推動作用。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖?1??總體結構框圖

圖2??系統主界面?

圖3??模型生成單元界面

圖4??信號分析單元界面

圖5??環境分析及可靠性分析單元界面。

具體實施方式

圖1為總體結構框圖。平臺由模型生成單元、信號分析單元、環境分析及可靠性分析單元、綜合優化單元等構成，首先基于PRO/E軟件對有源相控陣雷達進行整機參數化建模，然后采用ADS、QUARTUS軟件進行電磁仿真，實現模擬信號、數字信號等全耦合分析；針對三維模型采用ANSYS、FLO/EMC等軟件進行熱分布、沖擊振動、電磁兼容、可靠性仿真，最后用ISIGHT軟件對各個組件進行多學科綜合優化。系統主界面如圖2。

模型生成單元界面如圖3所示，該單元嵌入PRO/E軟件，實現整機各組件的零部件建模和三維模型裝配，生成ANSYS、FLO/EMC、ISIGHT等軟件可接受的幾何模型，實現雷達各個組件快速、準確的參數化建模。這里采用參數化理念開發快速建模平臺，平臺基于規則、裝配樹和PRO/E設計實現。首先制定有源相控陣雷達的組件規則，確定PCB板、芯片、零部件、蓋板等的裝配規則，該規則可根據用戶的需求進行更改；在此基礎上，開發基于WINDOWS的參數化建模平臺，結合SQL?Server2000、C++?Builder進行數據庫建立和可視化操作界面設計，包括特征庫、零部件庫、組件庫等數據庫以及外形尺寸、材料屬性、零部件數量等參數輸入，系統可自動進行各組件的蓋板、側板、頂板、底板、PCB板、射頻線纜、芯片、連接器、支撐件、接插件等快速建模。