兰宏志

(中国西南电子技术研究所,成都 610036)

在测控系统的研制和应用中,总希望有一套动态模拟[1]设备来验证天伺馈[2-3]系统的性能和状态,特别是对目标进入天线波束主瓣或者旁瓣时角跟踪[4]系统的状态参数的特征,需要在非任务状态下高度逼真地模拟出来,对操作人员进行训练的同时也检验了系统的状态。角度动态模拟要求数据处理的实时性好,以避免误差积累引起天线飞车。

1 角跟踪信号动态模拟的原理

角跟踪系统提取角误差信号的过程如图1所示,在接收单频信号时,以天线口径面为XOY平面建立正交坐标系[5]。

图1 角误差信号示意图Fig.1 Angle error signal diagram

当θ很小时,则和路信号 s∑(t)表示为

差路信号sΔ(t)表示为

式中,ωc为单频信号频率,A1为和路信号幅度,A2为差路信号幅度,μ为天线差斜率,θ为入射电波与天线电轴线的夹角,φ为入射电波在XOY平面的投影与X轴的夹角。

和差信号相乘:

和信号移相90°与差信号相乘:

由上式可知,和差信号相乘,进行相干鉴相,通过低通滤波可以提取角误差信号。

方位误差电压UA和俯仰误差电压UE分别为

通过以上推导可以看出,方位、俯仰角误差信号与目标偏离天线电轴的角度 θ成正比。天线馈源输出的和差信号幅度差反应了天线指向与目标之间的角度差,于是可以通过控制和差信号的输出幅度来模拟天线指向与目标之间的角度差。

2 角度模拟实现

由于天线馈源输出的和差信号幅度差反映了天线指向与目标之间的偏移角,跟踪接收机提取角误差信号控制天线指向,可以建立和差幅度、角度偏移、角误差信号之间的对应关系,通过数控衰减器控制和差信号的幅度差,来模拟天线指向与目标之间的角度差,实现角度模拟。……