[發明專利]一種射頻半實物仿真數字化陣列實施系統及方法

有效

• 申請號: 202110250020.4
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN112947119B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 肖本龍;傅亦源;李志鵬;王毅;牛鳳梁;何勇剛;高軍山;楊茂松;云雷;劉鵬軍;黎澤龍;李超
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63892部隊
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所(普通合伙) 41112
• 代理人: 林志堅

1.一種射頻半實物仿真數字化陣列實施方法，其特征是：采用的射頻半實物仿真數字化陣列實施系統，包括：信號模擬單元、信號調理單元、天線陣列輻射單元，所述信號模擬單元由工作站、基帶產生模塊、上變頻模塊組成，其中，工作站根據信號輻射位置需要解算幅度、相位的參數信息，并將參數通過PCIe總線傳輸給基帶產生模塊；基帶產生模塊根據接收到的信號參數產生基帶信號，并對信號的幅度、相位進行調制；

所述信號調理單元由功率放大器、極化控制開關組成，其中，功率放大器用于對信號模擬單元輸出的射頻信號功率進行放大；極化控制開關根據需要控制信號輸出的極化形式；

所述天線陣列輻射單元由多個喇叭天線組成，喇叭天線安裝于球面框架上，用于將射頻信號輻射至微波暗室內；

接口包括：單元之間接口、單元內部接口、所述單元之間接口；

(1)信號模擬單元與信號調理單元之間接口，采用標準SMA接口；

(2)信號調理單元與天線陣列輻射單元之間接口，采用標準SMA接口；

采用的單元內部接口包括：

(1)信號模擬單元內部接口，工作站與基帶產生模塊之間采用標準CPCI接口，基帶產生模塊與上變頻模塊之間采用標準SMA接口；

信號解算模塊與中頻生成模塊之間采用標準PCIe接口，中頻生成模塊與射頻生成模塊之間采用標準SMA接口；

(2)天線陣列饋電通道單元內部接口，天線陣列饋電通道單元中各功率放大器、電子開關的射頻器件之間采用標準SMA接口；

具體實施方法，采用在天線陣列輻射單元處直接布設信號模擬器的方式，在數字域完成信號的幅度相位調制，實現在陣列上的目標模擬：其具體步驟如下：

(1)首先對各輻射單元的幅度E₀、相位Φ₀初值進行標校，得到幅相初值表；

(2)根據幅相初值表制作幅相修正表，具體方法為：統計各輻射單元幅度初值的最小值E_min，以此為基準計算其他各輻射單元的幅度修正值；以Φ_std為相位基準值計算各輻射單元的相位修正值；計算方法如下：

ΔE_ij＝E_ij0-E_jmin

ΔΦ_ij＝Φ_ij0-Φ_jstd

式中：

——ΔE_ij為第i個輻射單元第j個頻點的幅度修正值；

——E_ij0為第i個輻射單元第j個頻點的幅度初值；

——E_jmin為第j個頻點各輻射單元幅度初值最小值；

——ΔΦ_ij為第i個輻射單元第j個頻點的相位修正值；

——Φ_ij0為第i個輻射單元第j個頻點的相位初值；

——Φ_jstd為第j個頻點各輻射單元相位基準值；

根據上述計算，得到各輻射單元不同頻率下的幅相修正值；

(3)根據目標在天線陣列上的模擬位置確定所在三元組，按照幅度重心原理計算三元組各輻射單元幅度控制值,計算如下：

E₂＝θ_e

其中，為俯仰角，θ_e為方位角；

(4)將天線陣列目標位置模擬需調整的幅度根據天線編號整合到幅相修正表中，并將該表保存于信號模擬單元本地存儲，由信號模擬單元基帶產生模塊根據幅相修正數據在數字域對信號進行調制；

(5)當一個三元組內同一時刻有多個目標信號模擬需求時，由信號模擬單元在時域上對信號進行疊加生成，并按照各信號的幅度相位調制需求進行調制，在天線陣列一個三元組內同時實現多個目標信號的模擬，該方法適用于面目標的模擬。