现代光学测量技术及设备在大型相控阵雷达天线标校上的应用

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1、2003年第19卷第4期电子机械工程2003.Vol.19No.4Electro-MechanicalEngineering.31.现代光学测量技术及设备在大型相控阵雷达天线标校上的应用%秦志刚(南京电子技术研究所9南京210013)摘要!主要论述了在大型相控阵雷达天线机械轴的标校中如何使用现代光学测量技术和设备从而提高测量的精度和测量的效率介绍了测量设备的系统组成同时论述了测量的原理以及测量的具体操作过程关键词!标校;机械轴;相控阵雷达;三坐标方法;光学测量中图分类号!TN957.2文献标识码!B文章编号!1008-5300C2003>04-0031-03applicatio

2、nofModernOpticalSurveyingTechnologyandinstrumentsinlargephasedarrayRadarantennaCalibrationOlNzhi-9an9CNanjingResearchinstituteOfElectrOnicstechnOlOgyNanjing210013China>Abstract:~oWtousethemodernopticalsurveyingtechnologyandinstrumentstoimproveprecisionandefficiencyofthecalibrationofantenname

3、chanicalaxisinlargephasedarrayradarhasbeenpresen-tedinthispaper;meanWhilethesystemcompositionofinstrumentssurveyingprincipleanddetailedoperationalmethodshavealsobeenintroduced.KeyWords:Calibration;Mechanicalaxis;phasedarrayradar;Threecoordinatesmethod;Opticalsurveying1引言2天线的安装状态和机械轴标校要求雷达天线安

4、装在设备罩内的安装架上9天线前端雷达作为防御性武器的主要任务之一就是测量目安装有天线罩O总装后在设备带罩情况下9可随时进标的坐标位置9随着作为雷达观察对象的各种飞行器行标校O雷达天线安装状态如图1所示O性能的提高9对雷达的战术性能如搜索跟踪的能力和测量精度提出了更高的要求O为了提高测量目标的精度9雷达必须提供自身的精确姿态9即对雷达天线辐射面法线状态参数进行精确的测定9也就是说雷达天线必须进行良好的标校9才能为探测的目标数据提供精确基准O由于雷达安装载体的多样化9增加了标校难度9降低了可操作程度9运用传统的光学仪器和测量手段无法达到所需测量精度或根本无法测量O随着光学技术图1

5、天线安装状态的进步9以及电子技术计算机技术计算机分析与计天线阵面机械轴标校9其实质是要确定天线辐射算软件在光学设备中的应用9可大大提高光学测量仪平面法线的指向9即天线辐射平面法线的方位角和俯器的精度9简化测量方法并且降低测量难度O%收稿日期!2002-09-1332电子机械工程第19卷仰角参数建立的系统空间坐标系的三维坐标值(XYZ)Lsin!2cos!13机械轴标校方法X=sin(!1+!2)安装在设备罩内的相控阵雷达在天线安装后9由Lsin!2sin!1Y=sin(!1+!2)于天线前端的天线罩与雷达安装架已形成了一个整Lsin!2tg"1体9无法从正面观察9也就无

6、法对雷达天线从正面进行Z=sin(!1+!2)测量在安装架保证足够刚度的前提下9采用在雷达设:背部安装架内设置一基准镜的方法9使基准镜的法线与雷达天线机械轴平行9通过测出基准镜法线参数9从sin!2cos!1a=而得到雷达天线机械轴的参数sin(!1+!2)首先9对安装有雷达天线但未加装天线罩的雷达sin!2sin!1b=sin(!1+!2)安装架在地面上进行天线阵面机械轴标校9其实质是sin!2tg"1要确定天线辐射面法线的指向9即对雷达天线辐射面c=sin(!1+!2)进行平面度测量在机械结构测量要素中9平面度是指被测平面相对于理想平面的变动量9理想平面即为则:通过测量获得

7、的最小二乘平面9在该测量中亦给定了X=aL被测平面的法线方向角由于天线阵面平面是由点组Y=bL成9所以对天线阵面平面的测量即是对无数点的测量Z=cL点的空间坐标可采用非接触式大尺寸三坐标测量利用已知长度为e的基准标尺9按照上述原理进系统(lDMS)获得lDMS由二台T3000型电子经行定标9通过用t1t2分别测量基准尺两端点12的纬仪计算机及Gp-iB多路数据接口等组成用于空间坐标9从而求出距离l9测量原理如图4所示几何测量9其功能与普通三坐标测量机相同lDMS组成如图2所示图4经纬仪