西安现代控制技术研究所张翔获国家专利权
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龙图腾网获悉西安现代控制技术研究所申请的专利一种多模复合制导仿真试验多波段信号校正与补偿方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117450854B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-17发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311494149.5,技术领域涉及:F41G3/32;该发明授权一种多模复合制导仿真试验多波段信号校正与补偿方法是由张翔;刘满国;苗昊春;张健楠;王健;闫俊良;张林;张欣;路易;王竞;周群凯;李毅设计研发完成,并于2023-11-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种多模复合制导仿真试验多波段信号校正与补偿方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种多模复合制导仿真试验多波段信号校正与补偿方法,适用于采用波束合成器的多模复合制导仿真系统开展多模复合导引头在回路的半实物仿真试验。对经过波束合成器的激光、红外、射频波段目标模拟系统发出的不同波段的目标模拟信号进行校正与补偿,解决射频、激光、红外目标模拟信号经过波束合成器反射或透射后出现的衰减和畸变问题,确保复合目标模拟的精度。本发明的优点是,仿真过程更接近于多模复合导引头及制导武器的实际工作过程,具有更高的仿真精度。该方法设计简单、有效、实用,具有很好的推广应用空间。
本发明授权一种多模复合制导仿真试验多波段信号校正与补偿方法在权利要求书中公布了:1.一种多模复合制导仿真试验多波段信号校正与补偿方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤1:激光信号校正与补偿; 步骤1-1:激光目标模拟信号直接投射; 在信号传输距离与开展多模复合制导仿真试验下的出瞳距相同的条件下,测量出没有波束合成器情况下激光红外目标模拟器中激光目标模拟分系统发出的激光目标模拟信号到达导引头入瞳处的激光信号能量强度为,信号传输距离与开展多模复合制导仿真试验下的出瞳距相同; 步骤1-2:激光目标模拟信号经过波束合成器反射; 测量出有波束合成器情况下激光红外目标模拟器中激光目标模拟分系统发出的激光目标模拟信号投射到波束合成器上经其反射后到达导引头入瞳处的激光信号能量强度为; 步骤1-3:将波束合成器反射面划分为网格进行校正与补偿; 根据激光信号入瞳的波束宽度,每隔mm取一个采样点,将整个波束合成器反射面等效为个离散采样点; 测量出有波束合成器情况下激光红外目标模拟器中激光目标模拟分系统发出的激光目标模拟信号投射到波束合成器每个采样点上经其反射后到达导引头入瞳处的激光信号能量强度记为,表示采样点的编号; 步骤1-4:计算每个采样点的激光信号能量损耗; 步骤1-5:在开展半实物仿真试验时,仿真计算机在将激光信号能量强度信息传送给激光红外目标模拟器中激光目标模拟分系统时根据激光信号投射到波束合成器反射面上的实际位置i,j补偿激光信号能量强度,从而实现与步骤1-1激光目标模拟信号直接投射情况下一致的目标模拟;如果激光目标模拟信号的投射位置不在i,j点,则利用i,j点周围相邻的四个点进行插值计算出需要补偿的激光信号能量强度大小; 步骤2:红外信号校正与补偿; 步骤2-1:红外信号能量强度校正与补偿; 步骤2-1-1:红外目标模拟信号直接投射; 在信号传输距离与开展多模复合制导仿真试验下的出瞳距相同的条件下,测量出没有波束合成器情况下激光红外目标模拟器中红外目标模拟分系统发出的红外目标模拟信号到达导引头入瞳处的红外信号能量强度为,信号传输距离与开展多模复合制导仿真试验下的出瞳距相同; 步骤2-1-2:红外目标模拟信号经过波束合成器反射; 测量出有波束合成器情况下激光红外目标模拟器中红外目标模拟分系统发出的红外目标模拟信号投射到波束合成器上经其反射后到达导引头入瞳处的红外信号能量强度为; 步骤2-1-3:将波束合成器反射面划分为网格进行校正与补偿,根据红外信号入瞳的波束宽度且考虑红外成像的分辨率较高,每隔mm取一个采样点,将整个波束合成器反射面等效为个离散采样点,采样点划分与步骤1-3相同; 测量出有波束合成器情况下激光红外目标模拟器中红外目标模拟分系统发出的红外目标模拟信号投射到波束合成器每个采样点上经其反射后到达导引头入瞳处的红外信号能量强度记为; 步骤2-1-4:计算每个采样点的红外信号能量损耗; 步骤2-1-5:在开展半实物仿真试验时,仿真计算机在将红外信号能量强度信息传送给激光红外目标模拟器中红外目标模拟分系统时,根据红外信号投射到波束合成器反射面上的实际位置i,j补偿红外信号能量强度,从而实现与步骤2-1-1红外目标模拟信号直接投射情况下一致的目标模拟;如果红外目标模拟信号的投射位置不在i,j点,则利用i,j点周围相邻的四个点进行插值计算出需要补偿的红外信号能量强度大小; 步骤2-2:红外信号成像畸变校正与补偿; 步骤2-2-1:图像信号直接投射; 测量出没有波束合成器情况下激光红外目标模拟器中红外目标模拟分系统发出的红外目标模拟信号到达导引头入瞳处的图像信号为fx,y,信号传输距离与开展多模复合制导仿真试验下的出瞳距相同; 步骤2-2-2:图像信号经过波束合成器反射; 测量出有波束合成器情况下激光红外目标模拟器中红外目标模拟分系统发出的红外目标模拟信号投射到波束合成器上经其反射后到达导引头入瞳处的图像信号为gx,y; 步骤2-2-3:畸变图像的校准步骤; 在进行畸变校正时先找出对称中心,再进行相应的几何畸变校正过程;畸变校正步骤如下: a找出畸变图像对称中心,将畸变图代表的地址空间关系转换为以对称中心为原点的空间关系; b空间变换:对输入图像即畸变图上像素重新排列以恢复原空间关系,即利用地址映射关系为校正图空间上的每一个点找到它们在畸变图空间上的对应点; c灰度插值:对空间变换后的像素赋予相应的灰度值以恢复原位置的灰度值; d在直角坐标系下确定地址映射关系,设[fx,y]是原图,[fu,v]是发生畸变后的图像;畸变校正的方法为:找出由u,v到x,y的坐标变换即地址映射,然后令:,为参数向量; 若畸变只是纵横比的改变和倾斜,则采用映射变换校正这种畸变,取;,,表示最接近x的整数;得到参数的估计则问题解决; 若畸变是空间扭曲型几何畸变,即橡胶层面拉伸,它是曲线畸变,采用二次多项式来进行模拟,表示为: ; 1 取得参数的估计,即知畸变函数,则通过上面二次多项式变换获得修正的空间扭曲映射; 步骤3:射频信号校正与补偿; 通过校准装置对经波束合成器透射的不同频段的射频目标信号进行幅度和相位误差测量,在仿真时,通过阵列馈电系统经波束合成器透射产生的幅度和相位误差进行修正,抵消波束合成器对射频目标信号的影响,确保射频目标模拟的精度; 具体射频信号校正与补偿步骤如下: 步骤3-1:无波束合成器的情况; 在不安装波束合成器的情况下,阵列馈电系统生成系统衰减器校准表格、移相器校准表格、衰减影响相位校准表格、移相影响功率校准表格; 步骤3-1-1:衰减器校准表格; 衰减器控制码文件在生成时,每一个频点下的衰减器控制码单独生成一个衰减器控制码文件; 衰减器控制码文件由三个维度组成,分别是支路号A、B、C、衰减值、衰减控制码,衰减控制码根据衰减值查找得到; 步骤3-1-2:移相器校准表格; 移相器控制码文件在生成时,每一个频点下的移相器控制码单独生成一个移相器控制码文件;移相器控制码文件由四个维度组成,分别是支路号A、B、C、移相值、I路控制码、Q路控制码;移相控制码根据移相值查找得到; 步骤3-1-3:衰减影响相位校准表格; 衰减影响移相文件在生成时,每一个频点下的衰减影响移相数据单独生成一个衰减影响移相文件;衰减影响移相文件由四个维度组成,分别是支路号A、B、C、理论衰减值、实际衰减值、移相值修正量;移相值修正量根据衰减值查找得到; 步骤3-1-4:移相影响功率校准表格; 移相影响衰减文件在生成时,每一个频点下的移相影响衰减数据单独生成一个移相影响衰减文件;移相影响衰减文件由四个维度组成,分别是支路号A、B、C、理论移相值、实际移相值、衰减值修正量;衰减值修正量根据移相值查找得到; 步骤3-2:有波束合成器的情况; 安装波束合成器后,阵列馈电系统输出的信号经波束合成器透射会产生额外的幅度和相位误差,因此需要对系统幅相校准表格和系统幅相一致性修正表格重新进行标校;安装波束合成器后,对天线阵面上的各个天线输出信号功率进行校准; 由阵列校准软件控制转台,把对应角度代码数据发送给转台,使高频头指向阵面上待模拟的位置;阵列校准计算机控制矢网输出,信号通过射频线缆传输给阵列馈电系统,阵列校准计算机通过以太网和光纤网络控制阵列馈电控制系统,使阵面所有天线依次输出,通过校准装置高频头接收空馈信号,将信号接入矢量网络信号分析仪,测量各目标信号的接收功率和相位,完成阵面所有天线幅度相位的校准,生成安装波束合成器后的系统幅相校准表格;阵列校准软件根据新的系统幅相校准表格,进行多次迭代,生成安装波束合成器后的系统幅相一致性修正表格; 幅相校准表格在生成时,每一个频点下的路径校准数据单独生成一个校准文件;校准文件由四个维度组成,分别是支路号A、B、C、天线号、移相值、衰减值;移相值和衰减值根据天线号查找得到; 幅相一致性校准是用高频头对阵列馈电系统的通路损耗及相位长度进行测量,通过测量的数据生成幅相补偿表格对链路损耗进行补偿;校准程序补偿各通路损耗和相移量制成相应存储表格;通过各个天线支路中的移相器和衰减器控制字,使其幅度-相位相对基准信号相同,直至所有天线的各个射频传输路径中的幅相特性一致符合技术参数要求为准。
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