本公開(kāi)實(shí)施例涉及雷達(dá)測(cè)控，尤其涉及一種相控陣?yán)走_(dá)輸出功率的管理控制方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備以及計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、相控陣?yán)走_(dá)具有穩(wěn)定性好、可靠度高、作用距離遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)，其波束控制靈活，可快速切換搜索區(qū)域，并能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)同時(shí)搜索和跟蹤，在多目標(biāo)空域分布測(cè)量、目標(biāo)特性測(cè)量以及中低軌空間目標(biāo)探測(cè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。然而，正因?yàn)榇笮拖嗫仃嚴(yán)走_(dá)輸出功率強(qiáng)，在遠(yuǎn)場(chǎng)搜索大目標(biāo)，如空間站、月球、小行星等時(shí)，或者近距離搜索跟蹤目標(biāo)時(shí)，目標(biāo)反射的回波信號(hào)功率強(qiáng)，易造成高靈敏度接收設(shè)備信號(hào)飽和，在一定程度上限制了相控陣?yán)走_(dá)天線優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮，導(dǎo)致不能及時(shí)有效獲取這類目標(biāo)的相關(guān)特征。隨著數(shù)字化天線單元組件制造技術(shù)的發(fā)展，對(duì)相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射單元進(jìn)行通道級(jí)的控制已成為可能，因此，開(kāi)展相應(yīng)的相控陣?yán)走_(dá)輸出功率調(diào)整技術(shù)研究具有重要的工程實(shí)踐意義。

2、近年來(lái)，有相關(guān)研究單位雖然相繼改造和裝備了新一批目標(biāo)特性測(cè)量雷達(dá)，進(jìn)一步完善了雷達(dá)裝備體系，并與國(guó)內(nèi)相關(guān)院校開(kāi)展雷達(dá)成像和目標(biāo)識(shí)別等技術(shù)研究工作，取得了一批成果，但在功率調(diào)整設(shè)計(jì)研究方面還處于起步階段，未形成實(shí)際應(yīng)用效果，因此加強(qiáng)相關(guān)方面的技術(shù)研究變得非常必要而且緊迫。相控陣?yán)走_(dá)自應(yīng)用以來(lái)，一直將陣面視作一個(gè)整體進(jìn)行應(yīng)用。在分塊控制、部分出功率的研究和利用上，研究還不多。目前，國(guó)內(nèi)在極少數(shù)滿陣相控陣?yán)走_(dá)上有研究和測(cè)試，但在稀疏陣面雷達(dá)上的研究和應(yīng)用還處于起步階段。

3、總的來(lái)說(shuō)，我國(guó)在大型相控陣?yán)走_(dá)輸出功率調(diào)整方面研究不多，尤其在新研及改造裝備上的應(yīng)用較少，面對(duì)越來(lái)越精細(xì)化的測(cè)量需求，開(kāi)展大型相控陣?yán)走_(dá)輸出功率調(diào)整，一方面可以按需輸出功率，合理利用發(fā)射機(jī)資源；另一方面可以節(jié)約制造成本，在雷達(dá)最大輸出功率范圍內(nèi)無(wú)需再制造一臺(tái)小功率雷達(dá)，在一定程度上避免能源浪費(fèi)的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開(kāi)實(shí)施例的目的在于提供一種相控陣?yán)走_(dá)輸出功率的管理控制方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備以及計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的前述問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本公開(kāi)實(shí)施例采用的技術(shù)方案如下：

3、本公開(kāi)實(shí)施例一方面提出了一種相控陣?yán)走_(dá)輸出功率調(diào)整方法，所述方法包括：

4、以相控陣?yán)走_(dá)天線陣列中心為原點(diǎn)沿水平和豎直方向?qū)⑾嗫仃嚴(yán)走_(dá)天線陣列均勻劃分為四個(gè)象限，依次為象限i～象限iv，其中，所述相控陣?yán)走_(dá)天線陣列為中心對(duì)稱形狀的陣列天線分布；

5、所述相控陣?yán)走_(dá)進(jìn)行初次探測(cè)目標(biāo)時(shí)，所述相控陣?yán)走_(dá)輸出初始功率探測(cè)目標(biāo)，其中，所述初始功率為四個(gè)象限內(nèi)所有天線單元均出功率探測(cè)目標(biāo)；

6、接收所述相控陣?yán)走_(dá)的雷達(dá)探測(cè)信息，其中，所述雷達(dá)探測(cè)信息包括：目標(biāo)仰角和信噪比；

7、根據(jù)所述信噪比判斷是否進(jìn)行功率調(diào)整，若所述信噪比大于第一預(yù)設(shè)閾值，則減少所述相控陣?yán)走_(dá)天線單元工作數(shù)量，以調(diào)整所述相控陣?yán)走_(dá)輸出功率。

8、可選的，所述若所述信噪比大于第一預(yù)設(shè)閾值，則減少所述相控陣?yán)走_(dá)天線單元工作數(shù)量，包括：

9、根據(jù)所述目標(biāo)仰角，確定豎直方向或者水平方向相鄰的兩個(gè)象限內(nèi)所有天線單元工作探測(cè)目標(biāo)。

10、可選的，所述根據(jù)所述目標(biāo)仰角，確定豎直方向或者水平方向相鄰的兩個(gè)象限內(nèi)所有天線單元工作探測(cè)目標(biāo)，包括：

11、若目標(biāo)仰角低于等于預(yù)設(shè)閾值，則確定任意豎直方向相鄰的兩個(gè)象限內(nèi)所有天線單元出功率探測(cè)目標(biāo)；

12、若目標(biāo)仰角高于預(yù)設(shè)閾值，則確定任意相鄰的兩個(gè)象限內(nèi)所有天線單元出功率探測(cè)目標(biāo)。

13、可選的，以所述相控陣?yán)走_(dá)天線陣列中心為圓心，劃分出n個(gè)同心圓，其中，第n+1個(gè)同心圓的天線單元數(shù)量大于第n個(gè)同心圓的天線單元數(shù)量，n＝1，……，n；

14、所述根據(jù)所述目標(biāo)仰角，確定豎直方向或者水平方向相鄰的兩個(gè)象限內(nèi)所有天線單元工作探測(cè)目標(biāo)之后，所述方法還包括：

15、接收所述相控陣?yán)走_(dá)的雷達(dá)探測(cè)信息；

16、判斷信噪比是否小于等于第一預(yù)設(shè)閾值大于等于第二預(yù)設(shè)閾值，若所述信噪比大于第一預(yù)設(shè)閾值，則自天線單元數(shù)量最接近所述相控陣?yán)走_(dá)天線數(shù)量總量1/2的同心圓開(kāi)始，按照同心圓從大至小的順序，依次調(diào)控相應(yīng)同心圓內(nèi)所有天線單元出功率探測(cè)目標(biāo)，直到接收到的雷達(dá)探測(cè)信息中信噪比滿足要求；

17、若所述信噪比小于第二預(yù)設(shè)閾值，則自天線單元數(shù)量最接近所述相控陣?yán)走_(dá)天線數(shù)量總量1/2的同心圓開(kāi)始，按照同心圓從小至大的順序，依次調(diào)控相應(yīng)同心圓內(nèi)所有天線單元出功率探測(cè)目標(biāo)，直到接收雷達(dá)探測(cè)信息中信噪比滿足要求；

18、確定所述信噪比滿足要求的同心圓內(nèi)所有天線單元輸出功率探測(cè)目標(biāo)，其中，信噪比滿足要求為信噪比小于等于第一預(yù)設(shè)閾值大于等于第二預(yù)設(shè)閾值。

19、可選的，若相鄰的兩個(gè)同心圓內(nèi)所有天線輸出功率探測(cè)目標(biāo)，接收到的雷達(dá)探測(cè)信息中信噪比均不能滿足要求時(shí)，即第n個(gè)同心圓內(nèi)所有天線單元探測(cè)目標(biāo)，接收到的雷達(dá)探測(cè)信息中信噪比小于第二預(yù)設(shè)閾值，第n+1個(gè)同心圓內(nèi)所有天線單元探測(cè)目標(biāo)，接收到的雷達(dá)探測(cè)信息中信噪比大于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)；

20、所述方法還包括：

21、以較大的同心圓內(nèi)天線數(shù)量為基礎(chǔ)減少預(yù)設(shè)數(shù)量δm‘的天線單元，得到探測(cè)目標(biāo)所需的天線單元數(shù)量；其中，所述預(yù)設(shè)數(shù)量大于1，小于所述相鄰的兩個(gè)同心圓內(nèi)所有天線單元數(shù)量的差值；

22、根據(jù)探測(cè)目標(biāo)所需的天線單元數(shù)量，確定具有與所述所需的天線單元數(shù)量相等或最接近的預(yù)設(shè)形狀天線陣列，采用預(yù)設(shè)形狀天線陣列內(nèi)所有天線單元探測(cè)目標(biāo)。

23、可選的，所述預(yù)設(shè)數(shù)量δm‘的確定方法包括：

24、第n+1個(gè)同心圓內(nèi)天線單元有mn+1個(gè)，每個(gè)發(fā)射功率為a瓦，則發(fā)射總功率為：

25、p＝mn+1a?(1)

26、第n+1個(gè)同心圓內(nèi)所有天線單元探測(cè)目標(biāo)，接收到的雷達(dá)探測(cè)信息中信噪比大于第一預(yù)設(shè)閾值；

27、根據(jù)接收信號(hào)的信噪比變化，由如下公式確定需要減少的功率δp，

28、

29、式中，pr1為第n+1個(gè)同心圓內(nèi)所有天線單元探測(cè)目標(biāo)，接收到的信號(hào)功率；pr2為希望的接收信號(hào)功率，pt1為第n+1個(gè)同心圓內(nèi)所有天線單元探測(cè)目標(biāo)，發(fā)射的信號(hào)功率；gr1第n+1個(gè)同心圓內(nèi)所有天線接收增益,gt1為第n+1個(gè)同心圓內(nèi)所有天線發(fā)射增益，pr2為希望的接收信號(hào)功率，希望的接收信號(hào)功率對(duì)應(yīng)的信噪比在第一預(yù)設(shè)閾值與第二預(yù)設(shè)閾值范圍內(nèi)，gr2為希望的天線接收增益，gt2為希望的天線發(fā)射增益，pt2為希望的發(fā)射信號(hào)功率；接收增益不變，gr1＝gr2，上述兩式相比，可得：

30、

31、由于取snrmin＜snrr2＜snrmax，snrmax為第一預(yù)設(shè)閾值，snrmin為第二預(yù)設(shè)閾值，以滿足接收信號(hào)中希望信噪比snrr2在閾值范圍內(nèi)，根據(jù)pr2取值范圍，選取適當(dāng)?shù)膇值，可使pr2為pr1的1/i，根據(jù)天線發(fā)射增益g的計(jì)算公式：

32、g＝4πa/λ2?(5)

33、其中，a為天線有效面積，對(duì)于發(fā)射信號(hào)而言，a可等比于天線發(fā)射功率pt，即g變化率與pt變化率一致，pt2應(yīng)減少為pt1的雷達(dá)發(fā)射功率應(yīng)變化

34、

35、由此得到需要減少的天線數(shù)量為δm‘：

36、

37、可選的，所述預(yù)設(shè)形狀包括正方形。

38、本公開(kāi)實(shí)施例另一方面提出了一種相控陣?yán)走_(dá)輸出功率調(diào)整系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

39、象限劃分模塊，用于以相控陣?yán)走_(dá)天線陣列中心為原點(diǎn)沿水平和豎直方向?qū)⑾嗫仃嚴(yán)走_(dá)天線陣列均勻劃分為四個(gè)象限，依次為象限i～象限iv，其中，所述相控陣?yán)走_(dá)天線陣列為規(guī)則中心對(duì)稱形狀的陣列天線分布；

40、探測(cè)模塊，用于在所述相控陣?yán)走_(dá)進(jìn)行初次探測(cè)目標(biāo)時(shí)，所述相控陣?yán)走_(dá)輸出初始功率探測(cè)目標(biāo)，其中，所述初始功率為四個(gè)象限內(nèi)所有天線單元出功率探測(cè)目標(biāo)；

41、接收模塊，用于接收所述相控陣?yán)走_(dá)的雷達(dá)探測(cè)信息，其中，所述雷達(dá)探測(cè)信息包括：目標(biāo)仰角和信噪比；

42、調(diào)控模塊，用于根據(jù)所述信噪比判斷是否進(jìn)行功率調(diào)整，若所述信噪比大于第一預(yù)設(shè)閾值，則減少所述相控陣?yán)走_(dá)天線單元工作數(shù)量的調(diào)整，以調(diào)整所述相控陣?yán)走_(dá)輸出功率。

43、本公開(kāi)實(shí)施例另一方面提出了一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括：存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上所述的相控陣?yán)走_(dá)輸出功率調(diào)整方法的步驟。

44、本公開(kāi)實(shí)施例另一方面提出了一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上所述的相控陣?yán)走_(dá)輸出功率調(diào)整方法的步驟。

45、本公開(kāi)實(shí)施例的有益效果是：

46、本公開(kāi)實(shí)施例大型相控陣?yán)走_(dá)接收的探測(cè)信息的信噪比，進(jìn)行天線單元數(shù)量的調(diào)控，實(shí)現(xiàn)輸出功率管控，以調(diào)控雷達(dá)接收信號(hào)強(qiáng)度大小，本公開(kāi)的調(diào)控方法靈活運(yùn)用相控陣?yán)走_(dá)天線單元數(shù)量多的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行管控，更有效地發(fā)射電磁波信號(hào)，節(jié)省發(fā)射機(jī)資源和成本，避免浪費(fèi)能源。