發(fā)布時間：2021-02-14 22:38

　　針對星載有源相控陣天線可靠性建模不準(zhǔn)確問題,研究了天線陣系統(tǒng)的失效判據(jù)并提出了一種表決冗余的故障相關(guān)系統(tǒng)"樹聯(lián)"可靠性模型。該模型利用樹結(jié)構(gòu)的層次關(guān)系描述系統(tǒng)內(nèi)各單元間的關(guān)聯(lián),將系統(tǒng)正常工作判據(jù)等效為每層單元的冗余約束。在此基礎(chǔ)上,通過引入條件概率,并以遞歸的方式給出了系統(tǒng)可靠度的計算方法。同時,還提出了一種基于蒙特卡洛的系統(tǒng)可靠度模擬方法。最后,以某星載有源相控陣?yán)走_(dá)天線為例,對模型及算法進(jìn)行了驗證。結(jié)果表明,"樹聯(lián)"可靠性模型較傳統(tǒng)模型更準(zhǔn)確,且解析值與蒙特卡羅仿真結(jié)果吻合較好。 

【文章來源】：雷達(dá)科學(xué)與技術(shù). 2020,18(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

有源相控陣天線系統(tǒng)組成示意圖

為形象化描述，利用MATLAB軟件對相控陣幅度方向圖進(jìn)行仿真計算，假設(shè)信號頻率為10GHz，相鄰天線單元間距為30mm，單元數(shù)量分別為12,24,36時，方向圖如圖2所示，可見有源相控陣天線單元數(shù)量對其輻射強(qiáng)度和波束寬度影響很大，同一頻率下陣元數(shù)量和天線間距越大波束就越窄。對于相控陣?yán)走_(dá)而言，輻射功率和波束寬度是重要的功能指標(biāo)，而輻射功率又與有源相控陣的功率源T/R組件及陣元數(shù)量相關(guān)。因此，在評估相控陣天線系統(tǒng)可靠性時，可使用T/R組件允許失效數(shù)作為系統(tǒng)功能正常與否的判據(jù)。一般而言，對于地面相控陣天線，其組件的冗余量設(shè)置為10%，而星載相控陣天線該比例通常為5%[3]。2 天線陣系統(tǒng)可靠性建模

為此，這里依據(jù)層次建模的思想[13]，提出一種表決冗余的故障相關(guān)系統(tǒng)“樹聯(lián)”可靠性模型。該模型利用樹形結(jié)構(gòu)描述有源相控陣天線系統(tǒng)中各單元的層級關(guān)聯(lián)，同時通過樹結(jié)構(gòu)中的父、子節(jié)點約束系統(tǒng)中各單元間的控制范圍。如圖3所示為天線陣的系統(tǒng)可靠性框圖，圖中M為系統(tǒng)總層數(shù)；Ni為第i層單元的總數(shù)量（該層單元按順序編號記為i-1到i-Ni);Ri為第i層單元的可靠度；Ki為第i層單元與其父節(jié)點單元數(shù)量的比值�！皹渎�(lián)”可靠性模型構(gòu)建順序為自頂向下，模型具備以下特點：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]有源相控陣可靠性分析及設(shè)計[J]. 鄧林,鄧明,張成偉,何文波.  裝備環(huán)境工程. 2012(02)
[2]n/k（G）表決冗余多階段任務(wù)系統(tǒng)可靠性優(yōu)化模型[J]. 胡濤,俞建.  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2012(01)
[3]機(jī)載有源相控陣天線陣的可靠性研究[J]. 熊年生,黃正英.  雷達(dá)科學(xué)與技術(shù). 2009(04)
[4]機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)天線陣的可靠性新模型[J]. 丁定浩,李健.  雷達(dá)科學(xué)與技術(shù). 2006(02)



本文編號：3033981