文章编号：1007-9416（2017）10-0129-02
舰体由于海浪的冲击和颠簸会发生摇动，带动舰载雷达天线产生摇动，这种摇摆轻者影响雷达测量精度，重者造成雷达丢失目标。为了克服舰的摇摆对雷达测量精度、探测空域带来的影响，雷达需要采用天线稳定系统。天线稳定系统一般采用机电或者液压稳定平台，来消除船体摇摆对天线的影响[1]；这样的平台体积大，重量重，可靠性低。应用电子稳定技术，可以取消笨重的机械稳定平台，减轻天线重量，提高可靠性。
1 电子稳定平台工作原理
舰载搜索雷达电子稳定平台并不是一个专门的设备，而是依靠相控阵雷达资源调度器、伺服系统、数据处理器、信号处理器等分系统协同工作来实现雷达的稳定搜索。
1.1 搜索空域稳定的保持
伺服系统接收舰摇信息，根据舰摇信息和天线方位值计算出不同仰角空域（大地坐标）对应的波束指向值（甲板坐标）及方位补偿值；资源调度器根据甲板坐标俯仰值及波位安排形成天线波束，同时送往信号处理供其形成点迹坐标使用；信号处理按不同波位的方位补偿值建立杂波图并形成目标录取点迹（甲板坐标）；数据处理将收到的点迹变为大地坐标后再进行航迹跟踪处理。经过处理后，雷达可均匀覆盖每一个俯仰搜索波位，并对监視和搜索到的目标保持连续跟踪。
数据处理将目标的甲板球坐标变换到大地球坐标，变换后可在大地坐标系下对目标进行跟踪。其坐标变换方法[5]为：
（1）
式中，（A，E）为天线的大地球坐标，A为方位角，E为俯仰角；
（Ac，Ec）为天线的甲板球坐标，Ac为方位角，Ec为俯仰角；
（H，P，R）为船上平台罗经提供的船的姿态角，H为航向角，P为纵倾角，R为横倾角。
伺服系统在已知甲板方位的情况下，将大地坐标的俯仰值变换到甲板坐标的俯仰值，同时解算出对应的大地坐标方位值。由于变换好的甲板俯仰值要参加自动波束调度，故在坐标变换前要进行数据预测。经过推导，伺服系统的坐标变换方法为：
（2）
式中各参数的物理意义同前所述。
1.2 转跟踪目标处理
对重点目标，数据处理将其目标航迹参数送给资源调度器；资源调度器在天线方位下一次旋转到该方位附近时，不断地对目标位置进行预测，并将预测目标的大地坐标变换为甲板坐标，当预测的目标甲板坐标方位值与天线实际旋转的方位码吻合时插入跟踪波位，处理方法见图1。
资源调度器将目标预测值的大地球坐标变换到甲板球坐标，变换后可在当前天线方位码与目标甲板坐标一致时插入跟踪波位。其坐标变换方法[5]为；
（3）
式中各参数的物理意义同式（1）所述。
2 仿真分析
下面主要对测量精度和摇摆空域进行仿真分析。
2.1 测量精度分析
对于超低空目标，由于多路径的影响，测量得到的目标俯仰角精度会严重恶化。雷达天线如果安装在机械稳定平台上，方位角精度可基本不受影响，采用电子稳定平台，俯仰角测量精度恶化，坐标变换后该误差会耦合到方位角上，引起方位角精度也产生恶化。图2给出了横摇22.5°、周期11s，纵摇7.5°、周期7.5s情况下的误差耦合仿真分析图。
在俯仰角测量误差0.9°（甲板坐标）时，经过坐标变换后引起的方位角误差（大地坐标）极大值达到0.35°，均方根值为0.11°。意味着雷达的方位角测量精度将有一定程度恶化，如雷达原方位角精度为0.3度，则会恶化到。对搜索雷达而言，超低空目标测量精度这种程度的恶化是完全可以接受的。
2.2 摇摆空域分析
舰体摇摆后，雷达观察到的目标甲板球坐标与目标实际的大地球坐标相差较大（不考虑艏摇），且舰摇摆幅度越大，目标俯仰角越大，二者的差值越大。甲板球坐标方位与大地球坐标方位不一致，将会影响雷达数据处理的航迹跟踪方法，以及雷达资源调度器对转跟踪目标的调度算法，故需对此进行仿真计算。
图3给出了不同舰摇摆条件下，目标俯仰角不同时，在目标方位不断变化时（天线2s旋转一圈），目标的甲板坐标方位值与目标的大地坐标方位值之差的最大值（不考虑艏摇）。
以横摇20°、周期11s，纵摇7°、周期7.5s，目标大地坐标俯仰角40°为例，方位最大差值达到20°。其意义为：在该海情下，对俯仰角为40°的目标，资源调度器将目标的大地坐标变换为甲板坐标至少应提前20°，才能确保在天线扫描到对应甲板方位时及时插入相应跟踪波位；数据处理器在对该目标保持边扫描边跟踪时，也需等待一定时间，待所有可能变换到同一大地坐标方位的点迹都输入后再进行航迹点迹相关及跟踪滤波处理。图3的仿真结果可以作为雷达资源调度自适应选择转跟踪目标进行调度运算及数据处理自适应确定延迟处理时间的依据。
3 结语
本文介绍了舰载一维相控阵搜索雷达电子稳定平台实现原理，分析了电子稳定平台实现的关键点；还对稳定平台的测量精度和摇摆空域进行了仿真分析。
参考文献
[1]王昭.某天线稳定平台的结构设计[J].电子机械工程，2012，28（4）：25-28.
[2]张国良.美国濒海战斗舰选用的先进三坐标雷达[J].雷达与电子对抗，2006，（2）：1-7.
[3]齐润东.舰载相控阵雷达船摇补偿[J].系统工程与电子技术，1998，（4）：4-8.
[4]陈绪元.舰载多功能相控阵雷达概述[J].现代雷达，2000，22（1）：20-24.
[5]曹正才. 舰载雷达常用稳定方式坐标变换[J].雷达与对抗，2010，（1）：47-52.
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