本文選題：相控陣?yán)走_(dá) + 天線測量　； 參考：《電子科技大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：相控陣技術(shù)起源于20世紀(jì)30年代。作為新體制電掃描雷達(dá)的代表,它具有快速變化的波束指向、多通道處理數(shù)據(jù)的能力以及豐富的資源管理手段等無可比擬的卓越技戰(zhàn)術(shù)性能,從誕生之日起就受到世界各國的高度重視,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于幾乎所有類型的軍用雷達(dá)中。眾所周知,現(xiàn)代相控陣天線陣面通常含有大量的輻射單元,隨著雷達(dá)工作電磁環(huán)境的日益惡化、輻射單元數(shù)量的與日俱增,作為無線通信系統(tǒng)的核心收發(fā)器件,相控陣天線在日常工作過程中不可避免地會產(chǎn)生T/R組件或者輻射單元失效的現(xiàn)象。如何通過測量相控陣天線的輻射特性,利用一定的故障診斷方法,定位故障單元的具體位置并判斷故障類型,進(jìn)而為后續(xù)的決策維修提供有效的指導(dǎo),對相控陣天線的測試與診斷技術(shù)提出了迫切的需求,目前仍然是一項(xiàng)較為復(fù)雜的技術(shù)難題。本文在調(diào)研相控陣?yán)走_(dá)裝備部隊(duì)后在實(shí)際使用過程中所出現(xiàn)問題的基礎(chǔ)上,提出了一種針對相控陣天線輻射單元進(jìn)行實(shí)時(shí)故障診斷的方法。該方法以前蘇聯(lián)專家提出的換相測量法作為藍(lán)本,在求解測量方程階段,通過引入沃爾什函數(shù),形成具有特殊形式的系數(shù)矩陣(實(shí)驗(yàn)步驟矩陣),從而有效簡化了測量方程的求解。在中場測試距離下,當(dāng)位于相控陣天線內(nèi)各通道的所有移相器進(jìn)行相位切換時(shí),探頭同步獲取不同配相狀態(tài)下的合成電磁波信號的幅度和相位信息。通過求解測量方程,可復(fù)原任意配相狀態(tài)下各通道的激勵(lì),并引入移相器先驗(yàn)信息生成了通道激勵(lì)。通過將復(fù)原的通道激勵(lì)與移相器先驗(yàn)信息生成的通道激勵(lì)進(jìn)行差異性分析的故障診斷方法,即可實(shí)現(xiàn)單元移相器的故障定位與類型識別,同時(shí)可以重構(gòu)包括天線方向圖在內(nèi)的輻射特性。本文主要工作如下:1.研究了相控陣天線移相器的故障模式并分析了其對輻射特性造成的影響。研究故障模式對天線輻射特性的影響是進(jìn)行測試診斷的前提和基礎(chǔ)。當(dāng)天線陣面中的少量單元組件失效時(shí),對天線整體性能指標(biāo)沒有較大影響。如果多個(gè)單元失效,而且這些失效單元具有某種關(guān)聯(lián)時(shí),其影響則較為明顯。通過建立相控陣天線的模型,仿真了三種典型故障模式下天線的輻射特性,并對其變化情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。2.研究了單元在陣中方向圖的快速確定方法。單元在陣中方向圖隨著單元在陣中的位置不同有所差異。在輻射器數(shù)量眾多的背景下,探索了如何快速近似確定指定規(guī)模子陣時(shí)單元在陣中方向圖的方法,為故障診斷技術(shù)的實(shí)施提供了必要的先驗(yàn)信息。單元在陣中方向圖,一方面在各通道激勵(lì)的復(fù)原過程中需要使用,另一方面在輻射特性的重構(gòu)階段也必不可少。通過理論仿真,探討了在陣面規(guī)模一定的情況下,如何快速確定單元在陣中方向圖的方法,并給出了仿真結(jié)果。3.研究了基于沃爾什函數(shù)配相法的相控陣天線故障診斷算法。該算法將沃爾什函數(shù)引入相控陣天線的配相過程中,利用其正交性,形成特殊的實(shí)驗(yàn)步驟矩陣,有效簡化了測量方程的求解。與其他配相方法相比,具有估值誤差小、配相次數(shù)少、測量時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。通過對復(fù)原的通道激勵(lì)與由移相器補(bǔ)充信息所生成的通道激勵(lì)進(jìn)行差異性分析,可實(shí)現(xiàn)對故障移相器的定位與類型識別功能。4.采用MATLAB軟件開發(fā)了相控陣天線故障診斷方法的仿真驗(yàn)證軟件平臺。從該平臺的總體設(shè)計(jì)思路入手,首先介紹了基本參數(shù)設(shè)置、高級參數(shù)設(shè)置以及功能選擇模塊的構(gòu)成。其次建立了仿真模型,并確定了仿真所必須的相關(guān)先驗(yàn)參數(shù)。最后通過該平臺設(shè)置天線陣面移相器的三種故障狀態(tài),調(diào)用基于沃爾什函數(shù)配相法的相控陣天線故障診斷算法,對其進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明:所提方法能夠快速準(zhǔn)確地定位故障移相器的具體位置并判別發(fā)生故障的類型,實(shí)現(xiàn)了對相控陣天線陣面輻射單元的故障診斷。
[Abstract]:This paper presents a method for real - time fault diagnosis of phased array antenna . This paper introduces basic parameter setting , advanced parameter setting and function selection module by analyzing the channel excitation and channel excitation generated by the phase shifter supplementary information . The simulation model is established . The simulation model is set up and the related prior parameters necessary for the simulation are determined . The simulation results show that the proposed method can accurately locate the specific position of the fault phase shifter and judge the type of fault , and realize fault diagnosis of the phased array antenna array surface radiating element .

【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN821.8

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 吳文,楊銓讓;微帶天線陣故障診斷專家系統(tǒng)的研究[J];東南大學(xué)學(xué)報(bào);1998年04期

2 王侃;朱瑞平;;相控陣天線的電磁環(huán)境分析[J];電子學(xué)報(bào);2012年03期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 鄭雪飛;相控陣天線中場校正技術(shù)及其工程應(yīng)用研究[D];南京理工大學(xué);2005年

，

本文編號：1886381