角誤差檢測特性的自適應修正

李　飛(遼寧石化職業技術學院 自動化系,遼寧 錦州 121001)

角誤差檢測特性的自適應修正

李飛(遼寧石化職業技術學院 自動化系,遼寧 錦州 121001)

角跟蹤誤差檢測器（ATED）是雷達自跟蹤環路的重要組成部分，本文采用先估值后修正的方法，在參數不變時收到了很好的效果，分析并現場調查了ATED參數隨信號電平變化的情況，提出用增益排表自適應法來處理這種變化。現場試驗說明了此法的有效性。

跟蹤性能；ATED；增益排表自適應

1　引言

天線的角跟蹤誤差檢測（簡稱ATED）分系統由天線、饋源、跟蹤接收機組成，該分系統與伺服分系統一起構成角跟蹤系統。事實已經證明，由于工作條件的變化，ATED參數也是一組變量，參數的變化給系統的設計和調整都帶來很多困難。為了尋求一種可靠而簡便的保證ATED特性的方法，我們提出過一種簡單實用的軟件方法對ATED特性進行修正[1]，然而文獻[1]中的方法對跟蹤過程中ATED參數的變化仍然是無能為力的。所以我們有必要對該方法做進一步的改善，使之能夠使用跟蹤過程中ATED參數的變化。

本文將通過實驗結果驗證ATED參數隨信號強度AGC變化的事實，并采用自適應修正前后系統跟蹤誤差的比較結果。

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偏移和交叉耦合[2]。在單脈沖跟蹤系統中，相位不平衡引起靜態零點偏移。次偏移直接造成系統跟蹤誤差，并在規定的總誤差中占相當大的比例。目標回波能量的交叉極化在跟蹤系統中引起交叉耦合，即方位（俯仰）支路的角誤差引起俯仰（方位）誤差檢測支路有輸出。

誤差斜率對系統精度、動態性能、甚至系統穩定性的重要作用，把次影響歸結為一個與無交叉耦合環路的傳遞函數串聯的附加傳遞函數。將它們的結果進一步推廣，可以得到更有意義的結論。

設

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應的誤差電壓，則附加傳遞函數和它在截止頻率出產生的相位遲后角分別為

3　增益排表自適應

文獻[1]在假定ATED特性是常數的基礎上為出了改特性的修正方法，假設某雷達的模型表達式為：

其中u1、u2為方位、俯仰引導環路輸入信號，e1、e2是各種隨機干擾和測量噪聲的總和，在天線對準目標（校準塔）后，加上兩角增量u1和u2，當系統穩定后，讀取ATED輸出電壓，根據式（5），利用最小二乘法求出參數估值存入計算機，當實施修正時，計算機傳入跟蹤環。計算機實時讀入ya、ye，根據參數估值將解出角度A2和E1：

希望的誤差電壓為：

Ua、Ue被送入伺服分系統，它們既無零偏又無交叉耦合，如果我們希望修正后的ATED按照希望的偏差率來工作，只要將該值存入計算機中即可，Ua、Ue由（7）式可求得

此結果為調整系統參數帶來極大方便。

此法優點是系統對過程參數變化響應快。不需進行實時估值，到時換上事先算好的參數即可。

4　現場實驗

為了檢驗我們提出的方法的正確性和工程實用性，我們在兩部雷達上進行了實驗，圓錐掃描和多模雷達，實驗結果如圖1所示。

從圖1可以看出，當信號電平減小時，跟蹤誤差要增大，但自適應修正要比文獻[2]中的定常參數修正要好得多。

5　結論

從實驗結果已經看到了所建議的技術的效果，完成參數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度，在實時修正階段，計算機的運算速度是至關重要的，我們在實驗中采用一個16為微機系統和12位D/A、A/D轉換器，每修正循環約3ms，這個時延能為大多數雷達所接受。因此我們提出的方法有其廣泛的實際工程應用價值。

[1]丁原志、宋曉梅.自跟蹤誤差檢測器特性修正，第四屆全國雷達年會論文集，677-681，長沙國防科大，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雷達角度估計算法[J].電子與信息學報,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。