一种极高频制动系统及其场景自适应波形控制方法技术方案

本发明专利技术的一种极高频制动系统，包括波形控制单元、与波形控制单元相连接的毫米波波束辐射单元、天线反射面，还包括与天线反射面共轴的焦距可变的摄像机，所述摄像机用于获取目标距离d并将获取的距离信息反馈至波形控制单元。所述波形控制单元包括用于存储不同占空比的控制信号的存储单元，波形控制单元根据摄像机反馈的目标距离信息选择相应控制信号控制毫米波波束辐射单元。有益效果在于制动系统辐射的毫米波波束是高斯波束，引入距离测量装置构成半闭环系统，自适应调整波形。应用于有源拒止系统，可有效降低设备操作的复杂度，实现了设备本身根据场景、目标远进实现自适应波形调整，能够有效发挥系统最大功效，节省能源。

Extremely high frequency braking system and scene self-adapting waveform control method thereof

The invention relates to a very high frequency braking system, including waveform control unit and a control unit is connected with the waveform of millimeter wave radiation unit, antenna reflector, the camera focal length variable also includes coaxial antenna reflector, the camera is used to obtain the target distance D and the distance information feedback to the waveform control unit. The waveform control unit includes a memory for storing different accounts for the ratio of air to a storage unit control signal, waveform control unit according to the feedback of the camera target distance information to select the corresponding control signal to control the millimeter wave radiation unit. The utility model has the advantages that the millimeter wave beam radiated by the braking system is a Gauss beam, and a distance measuring device is introduced to form a half closed loop system, and the waveform is adaptively adjusted. Applied to the active denial system, can effectively reduce the complexity of the operation of equipment, the equipment itself according to the scene, the target far into the realization of adaptive waveform adjustment, the system can effectively play the biggest effect, energy saving.

【技术实现步骤摘要】
一种极高频制动系统及其场景自适应波形控制方法
本专利技术涉及高功率微波技术、跟瞄技术及自动控制
，具体涉及一种可用于驱散、警戒、反恐及设定特定隔离区等多种用途的有源拒止系统的极高频制动系统根据场景自适应波形的控制技术。
技术介绍
如图1及图2所示，电磁波向导体内部透入时，由于能量损失而逐渐衰减为表面波幅的e-1倍的深度就是趋肤效应对导体的透入深度。波从表面进入导电媒质越深，场的幅度就越小，能量就变得越小，可以由导体尺寸与其中电磁波波长的比较来判断。毫米波(30～300GHz)在自然界中很少存在，但是动物(包括人)会在短时间内对其产生不适应感。研究表明，毫米波的能量到达皮肤并趋肤于3.2mm深度，如同太阳中红外辐射能量一样，造成皮肤表面温度升高，并使位于毫米波波束照射下的表皮下层(3.2mm)的神经传感器强烈反应，但皮肤不被灼伤。皮肤下的神经末梢对热非常敏感，逐渐升高的皮肤温度引起人类伤害传感器的触发，人产生暂时的无法忍受的被加热的感受，进而产生本能的逃避反应。根据上述原理及毫米波的趋肤深度小等特点，国外正在研究其上述生物效应并将其应用于主动拒止的有源拒止系统。由于有源拒止系统工作于各类复杂场景，需要系统工作于不同的工作模式下，现有的有源拒止系统多通过对操作技术人员进行专业培训，技术人员根据培训及经验操作。包括对系统的输出功率及波形的实时调整。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的有源拒止系统对技术人员经验依赖度高，系统效能发挥不够，能耗大等不足，提出了一种应用于有源拒止系统的极高频制动系统及其场景自适应波形控制方法。本专利技术的技术方案是：一种极高频制动系统，包括波形控制单元、与波形控制单元相连接的毫米波波束辐射单元、天线反射面，其特征在于，还包括与天线反射面共轴的焦距可变的摄像机，所述摄像机用于获取目标距离d并将获取的距离信息反馈至波形控制单元。进一步的，所述波形控制单元包括用于存储不同占空比的控制信号的控制信号存储单元，波形控制单元根据摄像机反馈的目标距离信息选择相应控制信号控制毫米波波束辐射单元。进一步的，所述摄像机同时获取目标的密度信息，并将密度信息反馈至波形控制单元用于控制毫米波波束辐射单元的输出。进一步的，所述目标密度信息包括天线轴向的距离向线密度ml人/米和与轴向垂直的方位向线密度ma人/米，并根据目标密度Ma+ml划分为低密度目标，一般密度目标和高密度目标，控制信号存储单元根据目标密度信息Ma+ml划分对应的为三组控制信号，分别为低密度控制信号组，一般密度控制信号组和高密度控制信号组。进一步的，低密度控制信号组和一般密度控制信号组以Ma+ml＝1为界，Ma+ml≤1时启动低密度控制信号组；一般密度控制信号组和高密度控制信号组以Ma+ml＝3为界，1＜Ma+ml≤3时启动一般密度控制信号组，3≤Ma+ml时启动高密度控制信号组。进一步的，低密度控制信号组控制信号周期T＝10秒，占空比与距离d的关系为：距离d(单位：m)占空比距离d(单位：m)占空比d≤10015％150＜d≤20030％100＜d≤15020％200＜d≤30035％一般密度控制信号组控制信号周期T＝6秒，占空比与距离d的关系为：距离d(单位：m)占空比距离d(单位：m)占空比50≤d5％150＜d≤18022％50＜d≤808％180＜d≤20025％80＜d≤10012％200＜d≤22028％100＜d≤13015％220＜d≤25030％130＜d≤15020％250＜d≤30033％高密度控制信号组控制信号周期T＝3秒，占空比与距离d的关系为：距离d(单位：m)占空比距离d(单位：m)占空比d≤10022％200＜d≤30040％100＜d≤20032％上述极高频制动系统场景自适应波形控制方法，其特征在于，波形控制单元根据摄像机获取的目标密度和距离信息自动选择一定周期和占空比的控制信号，并控制毫米波波束辐射单元辐射毫米波实现拒止。进一步的，上述控制方法根据距离d和目标密度等级选择控制信号：其中，低密度目标启用低密度控制信号组，并选择对应距离下的控制信号；一般密度目标启用一般密度控制信号组，并选择对应距离下的控制信号；高密度目标启用高密度控制信号组，并选择对应距离下的控制信号。本专利技术的有益效果：本专利技术的极高频制动系统及其自适应波形控制方法中，制动系统辐射的毫米波波束是高斯波束，随着距离增加及波束扩展，照射在目标上的功率密度下降，要使系统正常工作，不影响功率消耗，引入距离测量装置，构成半闭环系统，自适应调整波形。应用于有源拒止系统，可有效降低设备操作的复杂度，实现了设备本身根据场景、目标远进实现自适应波形调整，能够有效发挥系统最大功效，节省能源。附图说明图1为人体耐受曲线图；图2为人体皮肤结构示意图。具体实施方式本专利技术的实施例是根据本专利技术的原理而设计，下面结合附图和具体的实施例对本专利技术作进一步的阐述。本实施例的极高频制动系统包括波形控制单元、与波形控制单元相连接的毫米波波束辐射单元、天线反射面，以及与天线反射面共轴的焦距可变的摄像机，所述摄像机用于获取目标距离d并将获取的距离信息反馈至波形控制单元。其中摄像机也可以根据需要使用激光测距仪等能实现同样功能的设备替代。波形控制单元包括用于存储不同占空比的控制信号的控制信号存储单元以及控制系统，控制信号存储单元中的信号可以通过预设，并可根据实践进行相应的调整。波形控制单元根据摄像机反馈的目标距离信息选择相应控制信号控制毫米波波束辐射单元，具体为根据预设的控制信号控制毫米波波束辐射单元工作于不同的模式(即辐射不同占空比及周期的电磁波)，以满足不同环境如目标人群密度不同或目标距离不同下有源拒止的需要。上述摄像机可同时获取目标的密度信息，并将密度信息反馈至波形控制单元用于控制毫米波波束辐射单元的输出。该目标密度信息具体设置为比如天线轴向的距离向线密度ml人/米和与轴向垂直的方位向线密度ma人/米。系统还根据目标密度Ma+ml划分为低密度目标，一般密度目标和高密度目标以简化控制。具体的，控制信号存储单元根据目标密度信息Ma+ml划分对应的为三组控制信号，分别为低密度控制信号组，一般密度控制信号组和高密度控制信号组。其中，低密度控制信号组和一般密度控制信号组以Ma+ml＝1为界，Ma+ml≤1时启动低密度控制信号组；一般密度控制信号组和高密度控制信号组以Ma+ml＝3为界，1＜Ma+ml≤3时启动一般密度控制信号组，3≤Ma+ml时启动高密度控制信号组。根据上述目标密度的划分，低密度控制信号组控制信号周期选定为T＝10秒，占空比与距离d的关系为：距离d(单位：m)占空比距离d(单位：m)占空比d≤10015％150＜d≤20030％100＜d≤15020％200＜d≤30035％一般密度控制信号组控制信号周期T＝6秒，占空比与距离d的关系为：距离d(单位：m)占空比距离d(单位：m)占空比50≤d5％150＜d≤18022％50＜d≤808％180＜d≤20025％80＜d≤10012％200＜d≤22028％100＜d≤13015％220＜d≤25030％130＜d≤15020％250＜d≤30033％高密度控制信号组控制信号周期T＝3秒，占空比与距离d的关系为：距本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种极高频制动系统，包括波形控制单元、与波形控制单元相连接的毫米波波束辐射单元、天线反射面，其特征在于，还包括与天线反射面共轴的焦距可变的摄像机，所述摄像机用于获取目标距离d并将获取的距离信息反馈至波形控制单元；所述波形控制单元包括用于存储不同占空比的控制信号的控制信号存储单元，波形控制单元根据摄像机反馈的目标距离信息选择相应控制信号控制毫米波波束辐射单元；所述摄像机同时获取目标的密度信息，并将密度信息反馈至波形控制单元用于控制毫米波波束辐射单元的输出；所述目标密度信息包括天线轴向的距离向线密度ml人/米和与轴向垂直的方位向线密度ma人/米，并根据目标密度Ma+ml划分为低密度目标，一般密度目标和高密度目标，控制信号存储单元根据目标密度信息Ma+ml划分对应的为三组控制信号，分别为低密度控制信号组，一般密度控制信号组和高密度控制信号组；低密度控制信号组和一般密度控制信号组以Ma+ml＝1为界，Ma+ml≤1时启动低密度控制信号组；一般密度控制信号组和高密度控制信号组以Ma+ml＝3为界，1＜Ma+ml≤3时启动一般密度控制信号组，3≤Ma+ml时启动高密度控制信号组。

【技术特征摘要】
1.一种极高频制动系统，包括波形控制单元、与波形控制单元相连接的毫米波波束辐射单元、天线反射面，其特征在于，还包括与天线反射面共轴的焦距可变的摄像机，所述摄像机用于获取目标距离d并将获取的距离信息反馈至波形控制单元；所述波形控制单元包括用于存储不同占空比的控制信号的控制信号存储单元，波形控制单元根据摄像机反馈的目标距离信息选择相应控制信号控制毫米波波束辐射单元；所述摄像机同时获取目标的密度信息，并将密度信息反馈至波形控制单元用于控制毫米波波束辐射单元的输出；所述目标密度信息包括天线轴向的距离向线密度ml人/米和与轴向垂直的方位向线密度ma人/米，并根据目标密度Ma+ml划分为低密度目标，一般密度目标和高密度目标，控制信号存储单元根据目标密度信息Ma+ml划分对应的为三组控制信号，分别为低密度控制信号组，一般密度控制信号组和高密度控制信号组；低密度控制信号组和一般密度控制信号组以Ma+ml＝1为界，Ma+ml≤1时启动低密度控制信号组；一般密度控制信号组和高密度...

【专利技术属性】
技术研发人员：田忠，
申请(专利权)人：成都华之芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51