雷达装备模拟训练系统的制作方法

本发明属于雷达技术领域，尤其涉及一种雷达装备模拟训练系统。

背景技术：

目前，防空警戒雷达的训练模式主要是课堂讲授结合实装操作。课堂讲授主要是借助于多媒体课件、挂图、模板等教具实施教学，可同时对多人进行培训，训练效率高，对原理类教学内容来说，教学效果也较好，但这种训练手段交互性和自主性较差，特别是对于防空警戒雷达维修技术这类要求有较强动手操作能力的专业来说，普遍存在理论学习与操作作业严重脱离的问题。

现有的雷达模拟系统通常仅设置有简单的开关机、录取和接收功能，难以有效提高学员的实际操作能力。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种雷达装备模拟训练系统，以解决现有技术中因模拟系统实现功能简单而难以提高学员的实际操作能力的问题。

本发明实施例提供了一种雷达装备模拟训练系统，包括：主控装置、实体操控装置、虚拟终端及雷达天线动感模拟装置；

所述主控装置用于获取训练项目及对应的工作模式，所述工作模式包括自主模式和受控模式，在所述工作模式为自主模式时，发送所述训练项目至所述虚拟终端；在所述工作模式为受控模式时，发送所述训练项目至所述实体操控装置；

所述实体操控装置根据所述训练项目显示第一雷达训练场景，并获取第一操作信息，以及将所述第一操作信息发送至所述主控装置；所述主控装置根据所述第一操作信息生成天线移动指令，并将所述天线移动指令发送至所述雷达天线动感模拟装置，所述雷达天线动感模拟装置执行所述天线移动指令以改变雷达天线的姿态；

所述虚拟终端根据所述训练项目显示第二雷达训练场景，并获取所述第二操作信息，以及根据所述第二操作信息生成并显示虚拟动作。

在一个实施例中，所述实体操控装置包括实体操控面板和显示器，所述实体操控面板和所述显示器分别与所述主控装置连接。

在一个实施例中，所述实体操控面板包括雷达终端分面板、接收系统分面板、信号处理分面板、监控分面板、电源分面板及雷达天线控制分面板；所述雷达终端分面板、所述接收系统分面板、所述信号处理分面板、所述监控分面板、所述电源分面板和所述雷达天线控制面板分别与所述主控装置连接。

在一个实施例中，所述显示器包括光栅显示器和监控显示器。

在一个实施例中，所述实体操控装置还包括信号调理电路和输入输出模块，所述实体操控面板与所述信号调理电路连接，所述信号调理电路与所述输入输出模块连接，所述输入输出模块与所述主控装置连接。

在一个实施例中，所述训练项目包括操作训练项目、干扰与抗干扰训练项目及故障维修训练项目。

在一个实施例中，所述主控装置还包括操作评估模块，所述操作评估模块用于获取与第一训练项目对应的全部的操作信息，并根据所述全部的操作信息及预设评估方法，确定训练评估结果，所述第一训练项目为主控装置中设置的任一训练项目。

在一个实施例中，所述操作信息包括测试点名称，所述预设评估方法包括：

所述操作评估模块获取所述第一训练项目的项目名称，并根据所述项目名称，查询对应的操作方案作为第一操作方案，以及根据所述操作信息中的测试点名称及所述第一操作方案中的测试点范围，确定训练评估结果。

在一个实施例中，所述系统还包括服务器，所述服务器与所述主控装置连接；

所述主控装置将所述训练评估结果发送至所述服务器，所述服务器根据所述训练评估结果查找对应的指导意见，并将对应的指导意见通过所述主控装置发送至所述虚拟终端或所述实体操控装置。

在一个实施例中，所述主控装置还包括对外信息交互接口，所述对外信息交互接口与综合训练仿真交互平台连接，用于获取所述综合训练仿真交互平台的联动信息，并根据所述联动信息进行多雷达装备模拟训练系统的联动操作。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明提供的雷达装备模拟训练系统包括主控装置、实体操控装置、虚拟终端及雷达天线动感模拟装置；主控装置获取训练项目及对应的工作模式，在工作模式为自主模式时，发送训练项目至虚拟终端；在工作模式为受控模式时，发送训练项目至实体操控装置；实体操控装置根据训练项目显示第一雷达训练场景，并获取及发送第一操作信息至主控装置；主控装置根据第一操作信息生成天线移动指令以控制雷达天线的姿态；虚拟终端根据训练项目显示第二雷达训练场景，并根据获取的第二操作信息生成并显示虚拟动作。本发明实现了虚拟终端与实体操控装置的功能互补，从而有效的改善学员的雷达模拟训练效果，提高学员的雷达操作能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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发明的一些实施例，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。

图1是本发明实施例提供的一种雷达装备模拟训练系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种雷达装备模拟训练系统的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例1：

如图1所示，图1示出了本发明实施例提供了一种雷达装备模拟训练系统1的结构，其包括：主控装置10、实体操控装置20、虚拟终端30及雷达天线动感模拟装置40；

所述主控装置10用于获取训练项目及对应的工作模式，所述工作模式包括自主模式和受控模式，在所述工作模式为自主模式时，发送所述训练项目至所述虚拟终端30；在所述工作模式为受控模式时，发送所述训练项目至所述实体操控装置20；

所述实体操控装置20根据所述训练项目显示第一雷达训练场景，并获取第一操作信息，以及将所述第一操作信息发送至所述主控装置10；所述主控装置10根据所述第一操作信息生成天线移动指令，并将所述天线移动指令发送至所述雷达天线动感模拟装置40，所述雷达天线动感模拟装置40执行所述天线移动指令以改变雷达天线的姿态；

所述虚拟终端30根据所述训练项目显示第二雷达训练场景，并获取所述第二操作信息，以及根据所述第二操作信息生成并显示虚拟动作。

在本实施例中，虚拟终端30可以为计算机电脑，虚拟终端30和实体操控装置20均设置于操控训练台上，实体操控装置20为包括显示设备、开关、指示灯、测量工具等的实体设备。

主控装置10包括主控单元和中央控制电路板，主控单元采用双核处理器，主要负责虚拟终端30及实体操控装置20上按钮、指示灯、按键、开关等控制器件的状态信息的获取，并据此产生相应的雷达模拟器整机显示及控制信号，用于控制虚拟终端30及实体操控装置20的正确显示。中央控制电路板负责实体操控装置20中各组合控制电路板传送过来的信号的调理和驱动。

主控单元设置有多个雷达的训练项目，教员可以选择其中一个训练项目，学员在操控训练台对该训练项目进行训练。可选地，教员可以选择该训练项目的工作模式，主控装置10根据工作模式的不同选择性的将训练项目发送至虚拟终端30或者实体操控设备。

具体地，实体操控装置20根据训练项目显示第一雷达训练场景，第一雷达训练场景可以为模拟航路场景。学员根据第一雷达训练场景输入第一操作信息，第一操作信息可以为学员操作开关、测量工具或雷达天线的操作信号，主控装置10在获取到第一操作信息后，能够根据第一操作信息操控雷达天线动感模拟装置40，雷达天线动感模拟装置40为与真实的雷达天线成比例的模型，雷达天线动感模拟装置40在电气和传动原理上与真实的雷达天线一致，具体地，雷达天线动感模拟装置40的结构包括天线体和底座，雷达天线动感模拟装置40与主控装置10通过rs485总线连接。

在本实施例中，在虚拟终端30中构建雷达装备虚拟外观模型，以及为虚拟外观模型添加基本动作行为脚本，如指示灯亮灭和开关动作等，从而使虚拟终端30能够显示各种雷达训练虚拟场景。虚拟终端30在接收到训练项目后，根据训练项目显示第二雷达训练场景，第二雷达训练场景为通过虚拟仿真建模创建的雷达模拟训练场景及虚拟操控面板，学员通过虚拟操控面板输入第二操作信息，虚拟终端30根据第二操作信息生成对应的虚拟动作，并在虚拟终端30显示，从而实现雷达模拟器的虚拟训练。

在本实施例中，虚拟终端30中的虚拟控制面板还包括虚拟测量工具，其具体包括万用表虚拟测量模块、示波器虚拟测量模块和信号源虚拟测量模块。

从上述实施例可知，本实施例提供的雷达装备模拟训练系统1可以在虚拟终端30或实体操控装置20上进行多种训练操作，包括搜索跟踪训练、多种战术操作和装备的常规检查调整，从而提高学员的雷达操作能力。

从上述实施例可知，本发明提供的雷达装备模拟训练系统1既可以实现虚拟终端30的雷达模拟训练，又能实现实体装备的模拟训练，实现了虚拟终端30与实体操控装置20的功能互补，从而有效的改善学员的雷达模拟训练效果，提高学员的雷达操作能力。

如图2所示，在一个实施例中，所述实体操控装置20包括实体操控面板21和显示器22，所述实体操控面板21和所述显示器22分别与所述主控装置10连接。

在本实施例中，实体操控装置20包括实体操控面板21和显示器22，实体操控面板21和显示器22分别与主控装置10连接。

具体地，主控装置10与实体操控装置20的具体工作流程包括：主控装置10的第一雷达训练场景发送至显示器22，学员通过显示器22显示的内容通过实体操控面板21输入第一操作信息，主控装置10根据第一操作信息操控雷达天线动感模拟装置40，同时根据第一操作信息生成操作指令，并将操作指令发送至所述显示器22，显示器22根据所述操作指令变换显示画面。例如，当学员进行雷达操作训练时，显示器22根据操作指令显示雷达回波信息。

在一个实施例中，所述实体操控面板21包括雷达终端分面板211、接收系统分面板212、信号处理分面板、监控分面板、电源分面板及雷达天线控制分面板；所述雷达终端分面板211、所述接收系统分面板212、所述信号处理分面板、所述监控分面板、所述电源分面板和所述雷达天线控制面板分别与所述主控装置10连接。

在本实施例中，实体操控面板21包括雷达终端分面板211、接收系统分面板212、信号处理分面板213、监控分面板214、电源分面板215和雷达天线控制分面板216。其中，雷达终端分面板211包括录取模块、视频积累模块、延时接口和第一开关稳压器插件，录取模块、视频积累模块、延时接口和开关稳压器插件分别与主控装置10连接，其中，录取模块用于录取雷达探测目标的位置相关数据，视频积累用于对录取的信号数据进行视频积累算法，提高信号的信噪比。接收系统分面板212包括一本振模块、二本振模块、发射激励模块、接收通道、中频组合、模数转换模块和稳压器，一本振模块、二本振模块、发射激励模块、接收通道、中频组合、模数转换模块和稳压器分别与主控装置10连接，接收系统分面板212用于对雷达天线收到的伴有干扰信号的目标回波信号进行处理，并转换成适于终端观测和记录的设备。信号处理分面板213包括数字脉压模块、动目标检测mti处理模块、有限长单位冲激响应滤波fir模块、恒虚警杂波图模块、信号组合模块、时序控制模块和第二开关稳压器插件，数字脉压模块、动目标检测mti处理模块、有限长单位冲激响应滤波fir模块、恒虚警杂波图模块、信号组合模块、时序控制模块和第二开关稳压器插件分别与主控装置10连接，实体操控面板21通过实装连接测试与指示板完成雷达模拟器的无理式部组件功能。

在本实施例中，雷达天线控制分面板用于控制雷达天线动感模拟装置，实现雷达天线的姿态转换，进一步地，也可以通过虚拟终端中的虚拟操控面板控制雷达天线动感模拟装置，具体地，通过虚拟终端的虚拟操控面板获取对雷达天线的操作信息，并将操作信息发送至主控装置，主控装置根据操作信息生成天线移动指令，雷达天线动感模拟装置根据天线移动指令改变雷达天线的姿态。

在一个实施例中，所述显示器22包括光栅显示器和监控显示器。

在本实施例中，光栅显示器和监控显示器分别与主控装置10连接，监控分面板214用于控制监控显示器。

在一个实施例中，所述实体操控装置20还包括信号调理电路和输入输出模块，所述实体操控面板21与所述信号调理电路连接，所述信号调理电路与所述输入输出模块连接，所述输入输出模块与所述主控装置10连接。

在本实施例中，实体操控装置20还包括信号调理电路，信号调理电路包括整形、滤波、驱动和切换等电路，信号调理电路与实体操控面板21中的各个分面板连接，用于对各个分面板获取的信号进行信号调理。输入输出模块包括a/d采集卡、数字io卡和d/a转换卡，信号调理电路通过输入输出模块与主控装置10连接，优选地，输入输出模块通过网络集线器与主控装置10连接。

在本实施例中，实体操控装置还包括直流电源模块，直流电源模块与信号调理电路连接，为实体操控装置提供直流电源。

在一个实施例中，所述训练项目包括操作训练项目、干扰与抗干扰训练项目及故障维修训练项目。

在本实施例中，除上述训练项目以外，还包括联动训练项目。

在本实施例中，主控装置10中的软件还包括系统简介、功能原理介绍、组成结构、自检等基本功能模块。

在本实施例中，上述训练项目均可以对应一个工作模式，优选地，可以将各个训练项目划分为多个子项目，各个子项目均设置有对应的工作模式，此工作模式可以为预先设置的工作模式，也可以为教员输入的工作模式。在自主模式下，主控装置10仅接收虚拟终端30发送的第二操作信息，在受控模式下，主控装置10仅接收实体操控装置20发送的第一操作信息。

进一步地，在自主模式下，教员可以通过主控装置10的项目设置下达当前训练项目的项目任务，学员通过虚拟终端30接收项目任务并完成任务。

在本实施例中，故障维修训练项目包括模式选择、故障设置、故障定位和状态复位等模块组成。故障维修训练项目可以在虚拟终端30或实体操控装置20上显示实际故障效果，学员根据故障效果，判断故障类型，并进行故障分析和定位排除训练，在维修练习过程中，虚拟终端30或者实体操控装置20的显示器22可以显示维修引导，方便学员的自主学习。

具体地，当工作模式为受控模式时，学员使用实体操控面板21中的真实测量仪器在实体操控面板21中的实装部组件电路上进行测试。当工作模式为自主模式时，教员可以在主控装置10中随时的设置故障维修训练任务，实时的下达到虚拟终端30，以使虚拟终端30显示故障维修训练任务。

优选地，工作模式还可以包括混合模式，既当某个训练项目既可以实现自主模式，又可以实现受控模式时，主控装置10优先获取实体操控面板21发送的第一操作信息，并屏蔽该训练项目的受控模式的第二操作信息，以及提示用户在实体操控装置20上进行操作。

当学员结束故障维修训练时，各部件的状态恢复到原始状态。

在一个实施例中，所述主控装置10还包括操作评估模块，所述操作评估模块用于获取与第一训练项目对应的全部的操作信息，并根据所述全部的操作信息及预设评估方法，确定训练评估结果，所述第一训练项目为主控装置10中设置的任一训练项目。

在本实施例中，主控装置10还包括操作评估模块，操作评估模块具有对操作训练、维修训练、干扰与抗干扰训练的评估功能，主控装置10将学员每一次训练过程的操作信息及结果数据记录下来。

对操作评估模块的设计思想为:建立一套在雷达训练过程中能自动进行评估，并根据实际训练过程和训练成绩提供即时帮助和点评指导的智能评估系统，以客观、公正的评判受训人员的实际应用能力，提高训练效率。

在一个实施例中，所述操作信息包括测试点名称，所述预设评估方法包括：

所述操作评估模块获取所述第一训练项目的项目名称，并根据所述项目名称，查询对应的操作方案作为第一操作方案，以及根据所述操作信息中的测试点名称及所述第一操作方案中的测试点范围，确定训练评估结果。

在本实施例中，操作评估模块依据评估规则对学员的操作进行评估，操作评估模块评估实现的重点和难点是对学员诊断思路和诊断方法的评估。在使用实体操控装置20时，故障诊断通常是根据故障现象首先确定故障系统，然后根据测量结果判断故障单元，进一步确定故障组合，最后具体到故障部件，是一个从大范围逐渐缩小的过程。考虑到上述诊断思路的特点，将维修数据按分布范围分为三类:相关测试点，路径点和中间点，这些数据即为测试点范围。

具体地，相关测试点是指一个电路流图中的所有点，因为电路流图是一个故障发生的有效范围，电路流图中的点都是与故障诊断相关的。从诊断思路考虑，如果学员的测试点不是相关测试点，说明其对故障发生位置的判断不正确。路径点，是从故障点到电路流图输出端的所有可能路径上的点，路径上的点均是正确的测试点；如果学员的测试点不是路径点说明其诊断思路不清晰。中间点体现了学员诊断的技巧，若两点之间存在三个以上的测试点，选不相邻的点进行测量是一种较优诊断方法。

基于上述方法，可以根据学员在一次训练过程中操作信息中包含的测试点名称，确定这些测试点名称是否在预存的测试点范围内，测试点范围分为相关点范围、路径点范围和中间点范围，逐级确定学员的测试点，并对每个级别设置分数，从而确定最终的训练评估结果。例如，若训练评分满分10分，若测试点为相关测试点则得3分，若测试点为路径点，则得6分，若测试点的中间点也选择正确，则训练评分为满分10分。

从上述实施例可知，操作评估模块能够在学员的操作维修训练中发挥更好的作用，提高训练质量，并能够给予实时、有效的指导与点评，使学员能通过训练过程不断提高自身的操作水平和解决问题的能力。

在一个实施例中，所述系统还包括服务器，所述服务器与所述主控装置10连接；所述主控装置10将所述训练评估结果发送至所述服务器，所述服务器根据所述训练评估结果查找对应的指导意见，并将对应的指导意见通过所述主控装置10发送至所述虚拟终端30或所述实体操控装置20。

在本实施例中，训练评估结果包括个人信息、训练评分及训练过程中全部的操作信息，操作信息可以包括训练过程中的操作步骤、操作时间、测试点名称、类型、位置和虚拟测量使用信息等。服务器的训练评估保存模块中保存有训练评估结果和对应的指导意见，当主控装置10生成学员某一次的训练评估结果后，将训练评估结果发送至服务器，服务器根据训练评估结果在训练评估保存模块中查找对应的指导意见，并将指导意见发送至主控装置10，主控装置10根据最近一次学员使用的工作模式，选择将指导意见发送至虚拟终端30还是实体操控设备，使学员能够及时的查找自己的错误点并进行改正，提高学员的操作水平。

在本实施例中，当在服务器中无法查找到训练评估结果的指导意见或指导意见存在错误时，教员可以通过主控装置10查看学员的训练评估结果，并手动输入指导意见，以及将指导意见分别发送至服务器和虚拟终端30/实体操控装置20。服务器将训练评估结果与对应的教员输入的指导意见保存至训练评估保存模块中，学员通过实体操控装置20的显示器22或虚拟终端30查看指导意见。

示例性的，在故障维修训练完成后，学员还可以选择“填写报告”菜单，调用故障诊断报告界面，为了防止诊断结果在表述上的偏差影响训练评估结果的成绩，诊断结果通过人机界面采用多选一的方式确定。学员填写个人信息和诊断结果提交诊断报告。主控装置10根据预设评估方法对学员的操作进行评估，并显示该次训练学员的训练评估结果。

在本实施例中，将每一次的训练评估结果保存在服务器的数据库后，学员可以通过个人信息查看自己每次训练的训练评估结果及指导意见，方便学员进行自学习及复习，从而有助于学员的操作能力的提升。

在一个实施例中，所述主控装置10还包括对外信息交互接口，所述对外信息交互接口与综合训练仿真交互平台连接，用于获取所述综合训练仿真交互平台的联动信息，并根据所述联动信息进行多雷达装备模拟训练系统1的联动操作。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。