一种大规模阵列天线可靠性评估方法、装置和存储介质制造方法及图纸

本说明书实施例提供了一种大规模阵列天线可靠性评估方法、装置和存储介质，所述方法包括：确定待评估阵列的子阵列以及所述子阵列中预设的失效阵元数量；基于预设的失效阵元数目集合，确定所述子阵列的最小失效阵元数；根据所述最小失效阵元数量和所述失效阵元数量，确定目标子阵列；确定所述目标子阵列的故障状态；根据所述目标子阵列的故障状态，确定所述待评估阵列故障概率。本申请提供的技术方案用没有考虑失效阵元位置的问题。没有考虑失效阵元位置的问题。没有考虑失效阵元位置的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种大规模阵列天线可靠性评估方法、装置和存储介质


[0001]本文件涉及阵列天线领域，尤其涉及一种大规模阵列天线可靠性评估方法、装置和存储介质。

技术介绍

[0002]阵列天线中，单个阵元的故障只影响其所连接阵元的信号辐射，其他阵元、阵元所构成的通道性能保持不变，且少量阵元发生故障，对阵列天线整体性能影响较小。因此有源阵列天线是典型的n中取i的表决系统，即当阵列天线的n个阵元中有i个正常工作，则阵列天线可完成预期功能。设阵元的可靠性函数为r(t)，则阵列天线的可靠性函数为
[0003][0004]系统的平均寿命θ，也即平均故障前时间(Mean Time to Failure,MTTF)为
[0005][0006]实际应用中，当失效阵元数目小于系统中阵元数目的10％时，阵列天线性能基本不降低，即k＝90％
×
n，失效阵元的最大数目为f
max
＝10％
×
n。
[0007]该可靠性模型中，只考虑了失效阵元的数目，而未考虑失效阵元的位置。当失效阵元的位置不同时，其对阵列天线性能，特别是对副瓣性能的影响不同。因此，即使故障阵元数目f＜f
max
，若故障阵元集中于某一区域，阵列天线性能恶化，也将不满足使用要求而处于不可用状态。因此，使用该可靠性模型进行阵列天线的可靠性评估，存在高估问题。

技术实现思路

[0008]鉴于上述的分析，本申请旨在提出了一种大规模阵列天线可靠性评估方法、装置和存储介质，基于考虑失效阵元的位置，确定失效阵元的最大数目和阵列天线平均寿命，从而提高评估阵列天线性能的可靠性。
[0009]第一方面，本说明书一个或多个实施例提供了一种大规模阵列天线可靠性评估方法，包括：
[0010]确定待评估阵列的子阵列以及所述子阵列中预设的失效阵元数量；
[0011]基于预设的失效阵元数目集合，确定所述子阵列的最小失效阵元数；
[0012]根据所述最小失效阵元数量和所述失效阵元数量，确定目标子阵列；
[0013]确定所述目标子阵列的故障状态；
[0014]根据所述目标子阵列的故障状态，确定所述待评估阵列故障概率。
[0015]进一步地，所述确定待评估阵列的子阵列，包括：
[0016]以所述待评估阵列的中心为圆心，以预设长度为半径，在所述待评估阵列上得到圆形子阵列；
[0017]所述预设长度为连续排列的阵元数量。
[0018]进一步地，存在多个所述子阵列；
[0019]所述根据所述最小失效阵元数量和所述失效阵元数量，确定目标子阵列，包括：
[0020]所述待评估阵列故障概率，包括：
[0021]按照所述半径增加的次序，确定当前子阵列；
[0022]确定所述当前子阵列的最小失效阵元数量是否大于失效阵元数量；
[0023]如果是，结束当前流程；否则，确定所述当前子阵列为所述目标子阵列。
[0024]进一步地，所述确定所述目标子阵列的故障状态，包括：
[0025]根据所述失效阵元数量，确定所述目标子阵列的各状态子阵列，各所述状态子阵列的失效阵元排布不同；
[0026]确定状态为不可用的状态子阵列，所述状态为不可用的状态子阵列为所述目标子阵列的故障状态。
[0027]进一步地，所述失效阵元数目集合，包括：多个失效阵元数目，所述失效阵元数目为0
‑
m，m为所述子阵列的阵元数；每一个所述失效阵元数目对应至少一个所述状态子阵列，其中各所述状态子阵列的失效阵元排布不同；
[0028]所述基于预设的失效阵元数目集合，确定所述子阵列的最小失效阵元数，包括：
[0029]按照从小到大的顺序，确定当前失效阵元数目；
[0030]在所述当前失效阵元数目对应的状态子阵列中，确定预设数量的目标状态子阵列；
[0031]确定各所述目标状态子阵列的预设性能参数；
[0032]确定各所述性能参数的平均值；
[0033]根据所述平均值，确定所述当前失效阵元数目对应的子阵列不可用时，确定所述当前失效阵元数目为所述最小失效阵元数。
[0034]进一步地，所述性能参数为主副瓣比；
[0035]或者，
[0036]所述性能参数包括：最大副瓣电平、平均副瓣电平、半功率波瓣宽度、第一零点波瓣宽度和方向系数中的多个。
[0037]进一步地，所述性能参数包括：所述最大副瓣电平、所述平均副瓣电平、所述半功率波瓣宽度、所述第一零点波瓣宽度和所述方向系数；
[0038]所述根据所述平均值，确定所述当前失效阵元数目对应的子阵列不可用，包括：
[0039]所述最大副瓣电平的平均值、所述平均副瓣电平的平均值、所述半功率波瓣宽度的平均值、所述第一零点波瓣宽度的平均值和所述方向系数的平均值中的任一个没有达到阈值时，确定所述当前失效阵元数目对应的子阵列不可用。
[0040]进一步地，根据所述待评估阵列故障概率，确定所述待评估阵列的平均寿命。
[0041]第二方面，本说明书一个或多个实施例提供了一种大规模阵列天线可靠性评估装置，包括：第一确定模块、第二确定模块和数据处理模块；
[0042]所述第一确定模块用于确定待评估阵列的子阵列以及所述子阵列中预设的失效阵元数量；
[0043]所述第二确定模块用于基于预设的失效阵元数目集合，确定所述子阵列的最小失效阵元数；
[0044]所述数据处理模块用于根据所述最小失效阵元数量和所述失效阵元数量，确定目
标子阵列；确定所述目标子阵列的故障状态；根据所述目标子阵列的故障状态，确定所述待评估阵列故障概率。
[0045]第三方面，本说明书一个或多个实施例提供了一种存储介质，包括：
[0046]用于存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时实现第一方面所述的方法。
[0047]与现有技术相比，本申请至少能实现以下技术效果：
[0048]阵元数量越多，阵元数量的最小失效阵元数越大。基于上述规律，在待评估阵列的子阵列中设置一定数量的失效阵元。由上述规律可知，对于最小失效阵元数大于失效阵元时，相应的子阵列不存在不可用状态。因此，以存在不可用状态的子阵列为目标子阵列，计算其故障概率。再根据目标子阵列的故障概率，计算待评估阵列的故障概率，以减少计算量。此外，最小失效阵元数的确定和目标子阵列故障状态的确定需要考虑失效阵元的排布，因此本申请通过上述方式实现在确定待评估阵列故障过程中考虑失效阵元的排布方式。
附图说明
[0049]为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0050]图1为本说明书一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大规模阵列天线可靠性评估方法，其特征在于，包括：确定待评估阵列的子阵列以及所述子阵列中预设的失效阵元数量；基于预设的失效阵元数目集合，确定所述子阵列的最小失效阵元数；根据所述最小失效阵元数量和所述失效阵元数量，确定目标子阵列；确定所述目标子阵列的故障状态；根据所述目标子阵列的故障状态，确定所述待评估阵列故障概率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定待评估阵列的子阵列，包括：以所述待评估阵列的中心为圆心，以预设长度为半径，在所述待评估阵列上得到圆形子阵列；所述预设长度为连续排列的阵元数量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，存在多个所述子阵列；所述根据所述最小失效阵元数量和所述失效阵元数量，确定目标子阵列，包括：所述待评估阵列故障概率，包括：按照所述半径增加的次序，确定当前子阵列；确定所述当前子阵列的最小失效阵元数量是否大于失效阵元数量；如果是，结束当前流程；否则，确定所述当前子阵列为所述目标子阵列。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定所述目标子阵列的故障状态，包括：根据所述失效阵元数量，确定所述目标子阵列的各状态子阵列，各所述状态子阵列的失效阵元排布不同；确定状态为不可用的状态子阵列，所述状态为不可用的状态子阵列为所述目标子阵列的故障状态。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述失效阵元数目集合，包括：多个失效阵元数目，所述失效阵元数目为0
‑
m，m为所述子阵列的阵元数；每一个所述失效阵元数目对应至少一个所述状态子阵列，其中各所述状态子阵列的失效阵元排布不同；所述基于预设的失效阵元数目集合，确定所述子阵列的最小失效阵元数，包括：按照从小到大的顺序，确定当前失效阵元数目；在所述当前失效阵元数目对应的状态子阵列中，确定预设...

【专利技术属性】
技术研发人员：安婷，朱赛，吕贵洲，孟亚峰，韩春辉，梁冠辉，许嘉纹，张云娟，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：