李　飛(遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院 自動(dòng)化系,遼寧 錦州 121001)

角誤差檢測(cè)特性的自適應(yīng)修正

李飛(遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院 自動(dòng)化系,遼寧 錦州 121001)

角跟蹤誤差檢測(cè)器（ATED）是雷達(dá)自跟蹤環(huán)路的重要組成部分，本文采用先估值后修正的方法，在參數(shù)不變時(shí)收到了很好的效果，分析并現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查了ATED參數(shù)隨信號(hào)電平變化的情況，提出用增益排表自適應(yīng)法來(lái)處理這種變化?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)說(shuō)明了此法的有效性。

跟蹤性能；ATED；增益排表自適應(yīng)

1　引言

天線的角跟蹤誤差檢測(cè)（簡(jiǎn)稱ATED）分系統(tǒng)由天線、饋源、跟蹤接收機(jī)組成，該分系統(tǒng)與伺服分系統(tǒng)一起構(gòu)成角跟蹤系統(tǒng)。事實(shí)已經(jīng)證明，由于工作條件的變化，ATED參數(shù)也是一組變量，參數(shù)的變化給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)整都帶來(lái)很多困難。為了尋求一種可靠而簡(jiǎn)便的保證ATED特性的方法，我們提出過(guò)一種簡(jiǎn)單實(shí)用的軟件方法對(duì)ATED特性進(jìn)行修正[1]，然而文獻(xiàn)[1]中的方法對(duì)跟蹤過(guò)程中ATED參數(shù)的變化仍然是無(wú)能為力的。所以我們有必要對(duì)該方法做進(jìn)一步的改善，使之能夠使用跟蹤過(guò)程中ATED參數(shù)的變化。

本文將通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證ATED參數(shù)隨信號(hào)強(qiáng)度AGC變化的事實(shí)，并采用自適應(yīng)修正前后系統(tǒng)跟蹤誤差的比較結(jié)果。

2　ATED在跟蹤性能中的作用

任何一種ATED體制在一定程度上都有零點(diǎn)偏移和交叉耦合[2]。在單脈沖跟蹤系統(tǒng)中，相位不平衡引起靜態(tài)零點(diǎn)偏移。次偏移直接造成系統(tǒng)跟蹤誤差，并在規(guī)定的總誤差中占相當(dāng)大的比例。目標(biāo)回波能量的交叉極化在跟蹤系統(tǒng)中引起交叉耦合，即方位（俯仰）支路的角誤差引起俯仰（方位）誤差檢測(cè)支路有輸出。

誤差斜率對(duì)系統(tǒng)精度、動(dòng)態(tài)性能、甚至系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要作用，把次影響歸結(jié)為一個(gè)與無(wú)交叉耦合環(huán)路的傳遞函數(shù)串聯(lián)的附加傳遞函數(shù)。將它們的結(jié)果進(jìn)一步推廣，可以得到更有意義的結(jié)論。

設(shè)

其中Az、分別為方位和俯仰偏角，ya和ye為方位和俯仰通道對(duì)應(yīng)的誤差電壓，則附加傳遞函數(shù)和它在截止頻率出產(chǎn)生的相位遲后角分別為

3　增益排表自適應(yīng)

文獻(xiàn)[1]在假定ATED特性是常數(shù)的基礎(chǔ)上為出了改特性的修正方法，假設(shè)某雷達(dá)的模型表達(dá)式為：

其中u1、u2為方位、俯仰引導(dǎo)環(huán)路輸入信號(hào)，e1、e2是各種隨機(jī)干擾和測(cè)量噪聲的總和，在天線對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)（校準(zhǔn)塔）后，加上兩角增量u1和u2，當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定后，讀取ATED輸出電壓，根據(jù)式（5），利用最小二乘法求出參數(shù)估值存入計(jì)算機(jī)，當(dāng)實(shí)施修正時(shí)，計(jì)算機(jī)傳入跟蹤環(huán)。計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)讀入ya、ye，根據(jù)參數(shù)估值將解出角度A2和E1：

希望的誤差電壓為：

Ua、Ue被送入伺服分系統(tǒng)，它們既無(wú)零偏又無(wú)交叉耦合，如果我們希望修正后的ATED按照希望的偏差率來(lái)工作，只要將該值存入計(jì)算機(jī)中即可，Ua、Ue由（7）式可求得

此結(jié)果為調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)帶來(lái)極大方便。

此法優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)對(duì)過(guò)程參數(shù)變化響應(yīng)快。不需進(jìn)行實(shí)時(shí)估值，到時(shí)換上事先算好的參數(shù)即可。

4　現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)

為了檢驗(yàn)我們提出的方法的正確性和工程實(shí)用性，我們?cè)趦刹坷走_(dá)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，圓錐掃描和多模雷達(dá)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

從圖1可以看出，當(dāng)信號(hào)電平減小時(shí)，跟蹤誤差要增大，但自適應(yīng)修正要比文獻(xiàn)[2]中的定常參數(shù)修正要好得多。

5　結(jié)論

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)看到了所建議的技術(shù)的效果，完成參數(shù)估值和制表大約需要10-20分鐘，取決于操作人員的技能和表的細(xì)度，在實(shí)時(shí)修正階段，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度是至關(guān)重要的，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中采用一個(gè)16為微機(jī)系統(tǒng)和12位D/A、A/D轉(zhuǎn)換器，每修正循環(huán)約3ms，這個(gè)時(shí)延能為大多數(shù)雷達(dá)所接受。因此我們提出的方法有其廣泛的實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值。

[1]丁原志、宋曉梅.自跟蹤誤差檢測(cè)器特性修正，第四屆全國(guó)雷達(dá)年會(huì)論文集，677-681，長(zhǎng)沙國(guó)防科大，1987(11).

[2]Li D Y,Huang YL,YangJY.RealBeamRadarImagingBasedonAdaptiveLucy-RichardsonAlgorithm[A]. Chengdu:IEEE,2011:14-17.

[3]劉曉莉,廖桂生.基于MUSIC和ESPRIT的雙基地MIMO雷達(dá)角度估計(jì)算法[J].電子與信息學(xué)報(bào),2010(09):2179-2183.

李飛(1980-)，女，遼寧錦州人，研究生，講師，教師，控制理論與控制工程。