[发明专利]一种频扫三坐标雷达机械稳定平台仰角范围电子扩展方法

说明书

技术领域

本发明涉及频扫三坐标雷达稳定平台方法。涉及通过计算雷达机械平台工作参数，调整雷达工作频率，实现频扫三坐标雷达机械稳定平台仰角范围电子扩展的技术。 

背景技术

频扫三坐标雷达体制决定了频扫雷达波束仰角指向与雷达工作频率之间有固定的对应关系。在实际使用中，频扫雷达在固定模式工作时，其使用频率范围和频率扫描规律是固定的，相对具有脉间频率捷变抗干扰功能的雷达来说，工作频率容易被干扰机或侦测设备获取。在平台倾斜控制条件下，通过对波束电子稳定控制，可在频扫三坐标雷达种实现变频抗干扰功能；另外由于雷达机械稳定平台在设计时的稳定性能考虑，其纵、摇控制都存在一个固定的控制限位，当系统反馈超过饱和控制时，实际机械平台已经不能保持水平状态，此时采用电子稳定平台辅助，一方面能大大提高雷达系统的适应能力。 

本系统计算方法基于三坐标机械稳定平台的算法，将算法进行反推及收敛，结合FPGA平台具有的多路并行算法以及算法延迟固定的优点，实时计算出雷达当前周期频率补偿值，实现电子稳定平台功能。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种频扫三坐标雷达机械稳定平台仰角范围电子扩展方法。 

实现本发明目的的技术解决方案为： 

本设计基于以下两个公式：

公式1

公式2

公式中Ec表示面阵法线相对于机械稳定平台的俯仰夹角；Ac表示表示面阵法线相对于机械稳定平台的方位夹角；R+R′表示纵摇误差,P表示横摇值，P′表示横摇误差。

其中E表示当前天线面阵法线的实际仰角指向，A表示天线面阵法线的实际方位指向。 

实现本发明目的的技术解决方案为：通过接收伺服系统的反馈值R， R′，P，P′，Ac，Ec计算出E；再根据E值采用递归查表得方式，得出当前补偿仰角所需的频率补偿值。利用频率补偿值计算实际采取的仰角值，将值再次带入公式1计算实际仰角指向，将值带入公式2，计算实际方位指向。 

频率补偿按照设计的仰角频率对应表进行查找后得出频率补偿值。 

实现平台：基于VHDL语言的PFGA平台实现。公式中的COS ,SIN,ATAN函数采用FPGA内置IPCORE实现，利用FPGA硬件乘法器，搭建计算；利用FPGA实时并行计算的能力实现多通道同步修正计算。采用XILINX公司的VIRTEX2PRO系列芯片；在采用硬件IPCORE的条件下，每个模块的输出延迟为固定可控的，在本设计中其最快工作时钟可以达到100Mhz；因此完全满足实时的电子稳定平台计算需要。 

附图说明

图1 公式1实现结构图。 

图2公式2实现结构图。 

具体实施方式

本发明具体实施步骤如下： 

1）              机械平台参数向电平台参数的转换；

公式中的EC,AC值为实际指向，而频扫天线的波束形成与天线法线间有一定夹角，因此在带入公式计算时，必须先将机械参数转换为电参数进行计算。由于温度变化对天线俯仰和方位由较大影响，因此必须同时进行温度补偿。

2）      计算电平台参数向大地投影的参数，决定频率补偿值； 

通过接收伺服系统的反馈参数，带入公式1，计算当前状态下，雷达面阵法线与大地坐标的实际夹角E;通过比对雷达当前扫描状态，确定雷达当前扫描俯仰角为E1，则满足当前俯仰指向的仰角值应该为E1-E;在通过仰角频率查找表，得出对应的补偿频率为F;即决定了雷达当前工作频点。

3）      根据频率补偿值，再次补偿电平台参数，利用电平台参数和伺服系统反馈参数计算频率补偿后的实际坐标。 

将工作频点F对应的雷达电俯仰角，电方位角带入公式1,2，即得出当前频点下的雷达波束对于大地坐标的俯仰值，方位值。