[发明专利]一种新型目标位置控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种射频半实物仿真技术，尤其是一种新型目标位置控制系统。  

背景技术

目前所用的阵列式目标位置控制系统主要包括信号辐射阵列、射频源、阵列馈电系统、计算机控制及校准装置等分系统。其中，信号辐射阵列的传统结构为球面阵列形式，其球面中心位于转台轴线上方，被试设备位于球面中心附近的区域。这种球面阵列式目标模拟系统的试验中心通常只有一个，适应的被试设备体积一般都较小，其尺寸一般在2m×2m×2m以内。

然而，随着射频半实物仿真技术的发展，被试设备的体积开始向大型化方向发展，如被试设备最大尺寸已超过40m。在有限空间的电波暗室内，大型被试设备不同位置的部件/分系统参与试验，需要多个试验中心或者试验中心能够灵活改变，以满足同一设备内部处于不同位置的部件的仿真试验需要。

同时，半实物仿真技术的应用领域不断扩大，大型被试设备的仿真试验由产品性能试验逐步向关注于产品效能试验发展，比如大型飞机、舰船等在复杂电磁环境下的效能评估试验是目前研究的热点课题。产品效能评估试验与产品性能评估试验所需的高精度不同，效能评估试验更关注如何构建复杂电磁环境，以及被试设备在复杂电磁环境下的工作能力，而不追求非常高的目标位置模拟精度。在以上试验中，具有单一试验中心、仅适用于小型被试设备的球面阵列目标模拟系统已不能满足试验要求，迫切需要构造一种新型目标位置控制系统，以期能够更好完成新的试验。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新型目标位置控制系统，其不仅可以改变目标信号在辐射阵列上的位置，还可以改变目标位置信号的试验中心。

为解决上述技术问题，本发明涉及一种新型目标位置控制系统，包括校准装置、射频目标仿真主控计算机、射频信号控制单元、射频源、目标位置控制单元、阵列馈电系统，以及信号辐射阵列。所述阵列馈电系统包含有多路信号通道，信号通道的数量决定目标的数量。所述信号辐射阵列上安装有多个辐射天线。所述每个信号通道包含有精位控制组件与粗位控制组件。所述信号辐射阵列采用平面阵列结构，所述平面阵列由多个四元组构成，所述四元组由平面阵列上四个相邻的辐射天线构成。

所述每个信号通道的精位控制组件由功率分配器与四条后续支路组成。所述后续支路包含有程控移相器、程控衰减器、线性功率放大器。 

所述每个信号通道的粗位控制组件由四组开关矩阵与多个功率合成器组成。每组开关矩阵包含多个输出端口；四组开关矩阵的每个输出端口均与功率合成器的对应输入端相连接。所述功率合成器的数量与信号辐射阵列上天线数量相等，功率合成器的输出端与信号辐射阵列上四元组内天线相连接。

所述精位控制组件中每一条后续支路均与粗位控制组件中一组开关矩阵相对应连接。

本发明通过一种新型目标位置控制系统的控制算法控制合成信号辐射中心位置的变化，所述新型目标位置控制系统通过控制精位控制组件中的程控衰减器和程控移相器，从而改变对应四元组内四个辐射单元信号的幅度和相位，进而控制合成信号辐射中心在对应四元组内的相对位置，其原理见下。

以转台回转中心为原点，四元组内四个辐射天线单元分别为A、B、C、D，它们的位置用俯仰角和方位角来描述，分为为                                                和。设四元组天线A、B、C、D的工作频率相同，均为ω，各天线辐射单元的馈电信号幅度为，相位分别为，则被试设备天线口径面上各单元辐射信号的电场分别为

                    （1）

其中是相移常数，为传输路径产生的相位差。上述电场在方位和俯仰方向的电场分量可表示为

                                       （2）

则，合成电场可表示为

                             （3）

可求得合成场角度为

        （4）

式（4）称为角闪烁方程。在小角度近似条件下，并通过相位补偿，可将式（4）简化为

                                          （5）