角误差检测特性的自适应修正

李　飞(辽宁石化职业技术学院 自动化系,辽宁 锦州 121001)

角误差检测特性的自适应修正

李飞(辽宁石化职业技术学院 自动化系,辽宁 锦州 121001)

角跟踪误差检测器（ATED）是雷达自跟踪环路的重要组成部分，本文采用先估值后修正的方法，在参数不变时收到了很好的效果，分析并现场调查了ATED参数随信号电平变化的情况，提出用增益排表自适应法来处理这种变化。现场试验说明了此法的有效性。

跟踪性能；ATED；增益排表自适应

1　引言

天线的角跟踪误差检测（简称ATED）分系统由天线、馈源、跟踪接收机组成，该分系统与伺服分系统一起构成角跟踪系统。事实已经证明，由于工作条件的变化，ATED参数也是一组变量，参数的变化给系统的设计和调整都带来很多困难。为了寻求一种可靠而简便的保证ATED特性的方法，我们提出过一种简单实用的软件方法对ATED特性进行修正[1]，然而文献[1]中的方法对跟踪过程中ATED参数的变化仍然是无能为力的。所以我们有必要对该方法做进一步的改善，使之能够使用跟踪过程中ATED参数的变化。

本文将通过实验结果验证ATED参数随信号强度AGC变化的事实，并采用自适应修正前后系统跟踪误差的比较结果。

2　ATED在跟踪性能中的作用

任何一种ATED体制在一定程度上都有零点偏移和交叉耦合[2]。在单脉冲跟踪系统中，相位不平衡引起静态零点偏移。次偏移直接造成系统跟踪误差，并在规定的总误差中占相当大的比例。目标回波能量的交叉极化在跟踪系统中引起交叉耦合，即方位（俯仰）支路的角误差引起俯仰（方位）误差检测支路有输出。

误差斜率对系统精度、动态性能、甚至系统稳定性的重要作用，把次影响归结为一个与无交叉耦合环路的传递函数串联的附加传递函数。将它们的结果进一步推广，可以得到更有意义的结论。

设

其中Az、分别为方位和俯仰偏角，ya和ye为方位和俯仰通道对应的误差电压，则附加传递函数和它在截止频率出产生的相位迟后角分别为

3　增益排表自适应

文献[1]在假定ATED特性是常数的基础上为出了改特性的修正方法，假设某雷达的模型表达式为：

其中u1、u2为方位、俯仰引导环路输入信号，e1、e2是各种随机干扰和测量噪声的总和，在天线对准目标（校准塔）后，加上两角增量u1和u2，当系统稳定后，读取ATED输出电压，根据式（5），利用最小二乘法求出参数估值存入计算机，当实施修正时，计算机传入跟踪环。计算机实时读入ya、ye，根据参数估值将解出角度A2和E1：

希望的误差电压为：

Ua、Ue被送入伺服分系统，它们既无零偏又无交叉耦合，如果我们希望修正后的ATED按照希望的偏差率来工作，只要将该值存入计算机中即可，Ua、Ue由（7）式可求得

此结果为调整系统参数带来极大方便。

此法优点是系统对过程参数变化响应快。不需进行实时估值，到时换上事先算好的参数即可。

4　现场实验

为了检验我们提出的方法的正确性和工程实用性，我们在两部雷达上进行了实验，圆锥扫描和多模雷达，实验结果如图1所示。

从图1可以看出，当信号电平减小时，跟踪误差要增大，但自适应修正要比文献[2]中的定常参数修正要好得多。

5　结论

从实验结果已经看到了所建议的技术的效果，完成参数估值和制表大约需要10-20分钟，取决于操作人员的技能和表的细度，在实时修正阶段，计算机的运算速度是至关重要的，我们在实验中采用一个16为微机系统和12位D/A、A/D转换器，每修正循环约3ms，这个时延能为大多数雷达所接受。因此我们提出的方法有其广泛的实际工程应用价值。

[1]丁原志、宋晓梅.自跟踪误差检测器特性修正，第四届全国雷达年会论文集，677-681，长沙国防科大，1987(11).

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

[3]刘晓莉,廖桂生.基于MUSIC和ESPRIT的双基地MIMO雷达角度估计算法[J].电子与信息学报,2010(09):2179-2183.

李飞(1980-)，女，辽宁锦州人，研究生，讲师，教师，控制理论与控制工程。