[发明专利]一种适用于空旷场的微波跟踪辐射装置及方法

说明书

本发明公开了一种适用于空旷场的微波跟踪辐射装置，包括n个移动微波辐射模块及目标对象模块，所述移动微波辐射模块作为移动微波辐射源由搭载天线单元模块的机器人小车组成，所述天线单元模块包括移动电源、微波源、放大器以及发射天线，用于设备供电以及微波信号的产生、放大和输出；所述目标对象模块是具备移动性的生物体或待充电设备；通过Friend‑Q强化学习算法对由移动微波辐射模块和目标对象模块构成的模型进行学习训练，利用训练好的模型规划移动微波辐射模块的运动路线实现对目标对象持续性的跟踪辐射。本发明能够在移动微波辐射模块任意分散布阵情况下对目标对象施加长时间有效辐射，用于对生物体的持续性有效辐照或待充电设备的跟踪式充电。

技术领域

本发明属于传感测量技术领域，涉及多天线装置对空旷场中移动目标的微波跟踪辐射，尤其涉及一种适用于生物体的持续性有效辐射以及一种适用于跟踪式充电的装置及方法。

背景技术

分布式空间功率合成技术具有作用范围大、抗干扰能力强的特点，同时正在向小型化、智能化、精准化方向发展。实现分布式空间功率合成的关键在于各发射天线的信号到达目标合成区域时相位相同，以实现相干合成，否则合成效率将大打折扣。虽然关于分布式空间功率合成的研究已经越来越成熟，但目前研究多集中于对特定区域或指定静止目标的合成效率的分析，没有进一步考虑对具有移动性的目标对象进行跟踪辐射。

同时目前关于对指定目标跟踪、围捕的研究已经较为成熟，这类研究多以距离最短、最快到达目标位置，同时在运动过程中避开障碍物等指标作为参考设计奖励函数，整体需求单一，较少考虑到类似于目标移动、对目标跟踪辐射等更复杂的系统需求。郝国良在文献《动态环境下基于强化学习的无人机基站路径规划》中通过对用户不同移动模型通过强化学习进行训练，解决了用户具有动态特性的情况下，在无人机从起点运动到终点时如何向用户提供更好的通信服务的问题。虽然考虑到了用户具有移动性，却以无人机从起点运动到终点作为主要目标，且系统中只考虑了单机的情况。吴巍，王国宏等人在文献《多机载平台多目标跟踪与辐射控制》中提出了一种多机多传感器协同的多目标跟踪与辐射控制方法，用于解决飞机作战编队对目标进行跟踪时的辐射控制问题。虽然考虑到了多机作用，却仍是以多目标跟踪为主，没有考虑对移动目标施加长时间的有效辐射。目前已有的研究内容均无法解决多移动微波辐射装置下对具有移动性的目标对象施加长时间有效辐射的问题，基于此，本发明提出了一种适用于空旷场的微波跟踪辐射装置及方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种适用于空旷场的微波跟踪辐射装置及方法，解决了现有技术下多移动微波辐射装置无法对生物体持续性有效辐射的问题，以及对充电设备跟踪式充电的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种适用于空旷场的微波跟踪辐射装置，包括n个移动微波辐射模块以及一个目标对象模块；其中n≥1；所述移动微波辐射模块作为移动微波辐射源；所述目标对象模块作为被辐射对象，由移动微波辐射源和被辐射对象共同构成空旷场区的微波跟踪辐射系统。

进一步的，所述移动微波辐射模块由搭载天线单元模块的机器人小车组成，所述天线单元模块包括移动电源、微波源、放大器以及发射天线，用于设备供电以及微波信号的产生、放大和输出；所述移动电源具体为锂电池，工作电压为220V，容量不少于2000Wh，可支撑移动微波辐射模块持续工作时间不小于20分钟；所述微波源可以产生S波段和C波段的微波信号，频率范围为1.55GHz-4.2GHz；所述放大器在S、C波段的信号增益大于30dB，输出信号功率在53dBm-63dBm之间；所述发射天线工作频段为S、C波段，天线增益为20-30dBi。