一种有源相控阵天线可靠度置信下限评估方法及系统与流程

本文件涉及有源相控阵天线，特别是一种有源相控阵天线可靠度置信下限评估方法及系统。

背景技术：

1、有源相控阵天线是利用各辐射单元的幅度、相位变化来控制波束扫描的一种电扫描天线，整个天线系统是一个由若干同样的有源天线阵元按一定的顺序排列而成的大型天线阵元阵列，每一个天线阵元带有一个可控移相器或由移相器和衰减器组成的幅相调节器，具有很大的灵活性。有源相控阵天线的波束转换时间取决于移相器中开关元件的开关时间和波束控制信号的形成、传输与转换时间。一般来说，可以在若干微秒中完成，所以可以认为波束扫描是无惯性的。有源相控阵天线的特点是：辐射功率大；能迅速、灵敏而又准确地进行波束指向；能同时在指定的空间中搜索、识别和跟踪多个目标，对单一目标的捕获率大；容错，部分天线阵元故障不影响整个有源相控阵天线正常工作等优点。

2、凭借上述优势，有源相控阵天线已在大功率、高性能雷达天线中广泛应用，但有源相控阵天线却存在造价高昂的问题，一部有源相控阵天线的制造成本动辄几十万，乃至上亿。如此高昂的造价，让有源相控阵天线能用于可靠性试验的样本稀少，有源相控阵天线可靠度指标难以通过常规的大样本可靠性试验获得。评估有源相控阵天线的可靠度，存在试验成本高，难以开展的问题。

3、因此，亟需一种有源相控阵天线可靠度置信下限评估方法，解决在有限样本量下，现有评估方法试验成本高，难以开展的问题。

技术实现思路

1、本说明书提供一种有源相控阵天线可靠度置信下限评估方法及系统，用于解决在有限样本量下，现有评估方法试验成本高，难以开展的问题。

2、第一方面，本说明书提供了一种有源相控阵天线可靠度置信下限评估方法，包括：

3、通过先验信息，确认单个有源相控阵天线的天线阵元个数和有源相控阵天线正常工作条件下允许故障天线阵元数；

4、记录用于试验的有源相控阵天线样本数；

5、在试验前，测量每个有源相控阵天线样本，确认每个有源相控阵天线样本工作正常，并记录每个有源相控阵天线样本中初始有效的天线阵元数；

6、根据外部输入，确定测试时长、故障判据、置信度、任务时间；

7、对有源相控阵天线开展可靠性试验，记录每个有源相控阵天线样本的正常工作时长，以及每个有源相控阵天线中每个天线阵元的正常工作时长，并统计有源相控阵天线故障个数，以及每个有源相控阵天线样本中试验结束时工作正常的天线阵元数；

8、根据单个有源相控阵天线中天线阵元个数和有源相控阵天线正常工作条件下允许故障天线阵元数，结合阵面可靠度置信下限计算模型，计算有源相控阵天线的可靠度置信下限。

9、第二方面，本说明书提供了一种有源相控阵天线可靠度置信下限评估系统，包括：天线阵元测试模块、测试数据记录模块、计算控制模块、供电模块、人机交互模块；其中：

10、所述人机交互模块，用于接收外部输入的供电控制指令和测试时长、故障判据、置信度、任务时间，并分别发送给所述供电模块和所述计算控制模块；用于接收所述供电模块发送的实时电流和所述计算控制模块发送的可靠度置信下限计算结果、故障记录，并将信息显示输出；

11、所述计算控制模块，用于接收所述人机交互模块发送的测试时长、故障判据、置信度、任务时间，生成测试配置信息发送给所述天线阵元测试模块，并将故障判据转发给所述测试数据记录模块，同时接收所述测试数据记录模块发送的故障记录，并根据所述故障记录，结合阵面可靠度置信下限计算模型，对有源相控阵天线可靠度置信下限进行计算，将计算结果和故障记录发送给所述人机交互模块；

12、所述天线阵元测试模块，用于接收所述计算控制模块发送的测试配置信息，通过测试线向相控阵天线输入测试信号，同时监测相控阵天线测试输出，并将测试输出采样生成测试数据发送给所述测试数据记录模块；

13、所述测试数据记录模块，用于接收所述计算控制模块发送的故障判据和所述天线阵元测试模块发送的测试数据，对所述测试数据进行判读，形成故障记录发送给计算控制模块；

14、所述供电模块，用于接收所述人机交互模块发送的供电控制指令，通过电源线对相控阵天线进行供电和断电。

15、本发明的有益效果如下：

16、本说明书提供了一种有源相控阵天线可靠度置信下限评估方法及系统，该方法通过先验信息确认单个有源相控阵天线的天线阵元个数和有源相控阵天线正常工作条件下允许故障天线阵元数；记录用于试验的有源相控阵天线样本数；记录每个有源相控阵天线样本初始有效的天线阵元数；通过人机交互模块输入测试时长、故障判据、置信度、任务时间等预设信息；对有源相控阵天线开展可靠性试验，对有源相控阵天线可靠度置信下限进行计算。该方法充分利用了有源相控阵天线的系统组成，以及天线阵元的冗余设计信息，在相同置信度和可靠度置信下限约束下，节约评估可靠度置信下限所需的样本个数和试验时间；在相同试验样本和试验时间下，可靠性置信下限评估结果随试验数据变化的趋势更陡峭，得到更显著的可靠度置信下限评估结果，更有利于工程实际作出接收或拒绝的评估结论。

技术特征：

1.一种有源相控阵天线可靠度置信下限评估方法，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据单个有源相控阵天线中天线阵元个数和有源相控阵天线正常工作条件下允许故障天线阵元数，结合阵面可靠度置信下限计算模型，计算有源相控阵天线的可靠度置信下限，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述单个阵元可靠度置信下限计算模型，包括：

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述阵面可靠度置信下限计算模型，包括：

5.一种有源相控阵天线可靠度置信下限评估系统，应用于权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，包括：天线阵元测试模块、测试数据记录模块、计算控制模块、供电模块、人机交互模块；其中：

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述计算控制模块分别与所述天线阵元测试模块、所述测试数据记录模块、所述人机交互模块相连；所述供电模块与所述人机交互模块相连。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述计算控制模块，具体用于：

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述阵面可靠度置信下限计算模型，包括：

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述评估系统与被评估相控阵天线通过电源线和测试线连接，其中所述电源线用于评估系统向相控阵天线供电，所述测试线用于评估系统向相控阵天线输入测试信号和评估系统监测相控阵天线测试输出。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述还包括壳体，所述天线阵元测试模块、所述测试数据记录模块、所述计算控制模块、所述供电模块、所述人机交互模块均设置在所述壳体内。

技术总结本说明书提供了一种有源相控阵天线可靠度置信下限评估方法及系统，涉及有源相控阵天线技术领域。该方法通过先验信息确认单个有源相控阵天线的天线阵元个数和有源相控阵天线正常工作条件下允许故障天线阵元数；记录用于试验的有源相控阵天线样本数；记录每个有源相控阵天线样本初始有效的天线阵元数；通过人机交互模块输入测试时长、故障判据、置信度、任务时间等预设信息；对有源相控阵天线开展可靠性试验，对有源相控阵天线可靠度置信下限进行计算。解决了在有限样本量下，现有评估方法试验成本高，难以开展的问题。该方法在相同试验样本和试验时间下，得到更显著的可靠度置信下限评估结果。技术研发人员：戴瀛,雷越舒,童雨,张前南,武晓阳受保护的技术使用者：北京遥感设备研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/23