舰载两坐标搜索雷达可预测误差分析.pdf

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1、2010年4月第33卷第2期舰船电子对抗SHlPBoARDELECTRoNICC()UNTERMEASUREApr．2010Vol_33No．2舰载两坐标搜索雷达可预测误差分析史鉴(船舶重工集团公司723所，扬州225001)摘要：分析了两坐标搜索雷达工作时可能产生误差的几个环节和影响，分别提出了消除系统误差的设计、调试建议。关键词：搜索雷达；系统误差；目标探测中图分类号：TN958文献标识码：A文章编号：cN32—1413(2010)02一0062一03AnalysisonPredictableErrorforShipb

2、orneTw俨coordinateSearchRadarSHIJian(The7231nstituteofCSIC，Yangzhou225001，China)Abstract：ThispaperanaIyzesseveralsectorsthatmayb“ngabouterrorsduringthetwo—coordinatesearchradaroperationandtheirinfluence，respectivelybringsforwardthedesignanddebuggingsuggestionstoeli

3、minatethesystemerror．K．eywords：searchradar；systemerror；targetdetectionO引言雷达对目标探测，送出的目标信息不可避免地会有误差。误差从数量上说明了雷达的主要参数——精度。误差按其性质可分为随机误差和系统误差2类。系统误差是指系统各部分安装、工作、调试过程或者其他因素对信号测量造成的固定误差，也可以分为可预测误差和不可预测误差。其中不可预测误差是无法补偿的，可采用统计理论进行分析和处理；可预测误差可以在雷达设计过程中或者校准调试雷达时进行补偿。在雷达设计初期

4、就应该进行充分的误差分析，并将对误差的控制融会到整个设计、调试、生产过程，使设备精度满足使用要求。本文通过分析几种可预测误差的成因，提出控制方法对其进行消除或修正。在雷达精度测试过程中，也需要对外部或内部因素引起的可能存在的误差进行充分分析，有利于指导试验方法和分析数据的合理性。1一般因素导致的可预测误差1．1测角系统误差雷达能够直接观测目标相对舰船艏向的舷角，收稿日期：2009—12—16舰艇平台提供舰艏的指向即航向角，两者相加为目标相对正北的大地坐标下的目标方位。雷达天线装配或安装时会存在一定的角度误差，同时天线系统电

5、磁波指向与机械指向也有偏差，如图1所示。图1舰载雷达测角示意图综合考虑，目标方位角可以表示为：口=鼠+只一△(口l+口2+吼)(1)式中：护为目标方位角；良为雷达观测的舷角；只为舰船航向角；口。为装配误差；巩为安装误差；吼为电磁波指向与机械指向的误差。从公式(1)中可以看出，几种误差将直接叠加到雷达的测量误差中。一般雷达系统使用的方位码是由伺服系统将舷角和航向角直接相加完成解算。考虑到导航信息中航向角误差的存在，雷达精度测量一般在陆地进行；第2期史鉴等：舰载两坐标搜索雷达可预测误差分析63若在舰船平台进行，应该同步对导航信

6、息的精度情况进行观测。通过雷达标定可以测量出该系统误差的数值。将这个值作为修正量装订好，即可消除该误差。所以雷达精度试验前，一般要进行静态标定检查。静态标定可以有以下2种方法：(1)雷达观测靶标，将使用的本舰航向角信息设为o。，使输出的目标方位值等于舷角值，同时用经纬仪观测该雷达靶标舷角作为真值，进行标校，这一方法因为经纬仪要观测远距离的雷达靶标，对能见度和海况等气象条件要求较高。(2)雷达观测靶标，输入真实本舰航向角信息，使输出目标方位角，同时用高精度大地测量法算出靶标相对雷达的方位值作为真值，进行标校，该法需要确保导航

7、信息的实时性和准确性。最终为保证全舰武器系统的一致性，应该用各传感器对同一目标的测量值相互比对的方法验证标定的正确性。1．2测距系统误差根据文献[1]，测距系统误差为：D，△R一竺△f+÷△靠(2)f厶由式(2)可看出，测距误差由电波传播速度△c的变化以及测时误差△珞两部分组成，测距系统误差是由系统各部分对信号的固定延时所造成的误差。电波传播速度的变化会产生测距系统误差，通过电磁波传播特性研究后可根据环境条件进行补偿，这里不做分析。雷达测量通常要求出该送出目标相对天线旋转中心的距离，而雷达系统自身可以获知的是目标回波相对定

8、时触发脉冲的延迟代表的距离，这两者之间相差触发脉冲和射频信号在电缆或波导中传输的距离，以及这些环节中信号转换或放大器件带来的延迟。这一误差通常也通过静态标定修正，该方法在后文中一并讨论。1．3采样量化误差在数字系统中，用离散的数字量来表示连续的时间量，将会产生量化误差。若在雷达精度范围内为减小设备复杂程