摘 要：提出船载测控雷达在海上无标校塔情况下通过光跟踪加偏来完成接收机校相技术的无塔标校理论，并详细叙述自动校相技术在无塔标校中的应用。
关键词：测控技术；雷达；接收机；无塔标校；光跟踪加偏；自动校相技术
一、引言
为确保在海上测控任务中精密测控雷达能及时捕获并跟踪目标，必须对接收机进行校相。传统的方法是船出海之前在码头天线对陆基标校塔进行接收机手工校相，记录下接收机的有关相位参数作记忆以供海上测控任务时运用。这种方法存在明显的不足：一方面由于受时间以及环境的温度、湿度的影响，接收机性能会发生漂移，如果仍按码头对陆基塔标定得出的接收机相位参数设置接收机，则接收机线性度一般来说会变差，影响测控任务，需要任务前及时对接收机进行相位标定；但另一方面船体在海上对星体或标定球进行校相时，由于船体的晃动校相工作无法完成。基于这一矛盾，雷达海上无塔校相已成为迫切需要解决的问题。本文提出了海上无塔光跟踪加偏置的接收机校相理论。该理论通过对海上放标定球进行微光电视加偏跟踪，确保电轴在方位或俯仰上保持一固定偏差(例如3 mil)，保证在船摇和标定球飞动中天线电轴相对目标始终保持恒定偏差(3 mil)，以完成接收机相位标定，因此本文提出第一个问题：海上无塔光跟踪加偏置电压动态校相理论；另外大型测控设备都是多点频、多极化和多种设备组合，使得接收机校相工作人工操作非常繁琐。特别在海上无塔光跟踪加偏置电压动态接收机校相中，实时性要求非常高，手动校相无法满足要求，为此本文提出了第二个问题：自动校相技术。创新地提出了运用海上无塔加偏置光跟踪技术与自动校相技术相结合，成功地实现船载雷达海上无塔自动校相。
二、海上无塔光跟踪加偏置电压动态校相理论及其实现的基本过程
测控雷达海上跟踪标定球，测量船在海上没有什么参考物，而且船的位置和姿态在不断地变化，因此要在海上进行校相是困难的，必须进行海上放标定球来完成。对标定球进行光跟踪，微光电视分离出光轴与目标的电压误差△ua光(方位误差电压)和△ue光(俯仰误差电压)。对方位来说如在微光电视分离出的误差电压△ua光上人为的叠加一偏置电压ua偏(该电压根据微光电视脱靶量x、y读数来判定其大小一般对应偏角为3 mil)，则此时在光跟踪状态下雷达实现对目标方位进行偏置跟踪，如改变偏置电压的极性则可完成反向目标跟踪，也可以不断调节偏置电压的大小来完成不同偏置量的调试，最终完成接收机交校相。调试完毕后可连续改变ua偏(如从-3~+3 mil)，通过跟踪示波器的显示我们可大致了解和观察到接收机方位线性轨迹，对于附仰，同方位一样，只要对叠加在附仰支路上的偏置电压ue偏进行人为调节，同样可以完成光跟踪状态下接收机交叉偶合标定。注意由于存在光电不匹配量，使光轴和电轴不能对准目标，在进行光跟踪标校接受机交叉耦合实验时，偏置电压ua偏，ue偏计算必须先根据光电不匹配值修正掉不匹配量△x、△y。
光跟踪加偏置可通过模拟电路和数字电路两种方法来实现，下面就两种方法的实现过程分别介绍。
1模拟电路加偏的电路原理设计
根据上述理论，必须在微光电视送ua光、ue光到伺服主控台电路中叠加一电压ua偏、ue偏，且ua偏、ue偏可正负连续可调。基于这一理论设计出如图1所示的电路。以方位为例：标准电压+15 v经r1后得一恒电流,再经过稳压二极管后得一稳压电压u0,该电压经f1后得电压u1。其中
则
u1=-r变×u0/r2
同理
u2=-r4×u1/r3=(r变/r2)×u0×(r4/r3)
取
其中△ua光为微光跟踪分离出的方位误差电压。
取 r偏=r光=r出，则由上式得出：
u=-(u偏+△ua光)
由上式还可得出跟踪环最后输入误差电压u出是由光跟踪误差电压△ua光与偏置电压u偏叠加的和。对于可变电阻r变，设 r变=kx，k为可变电阻r变单位长度电阻，当开关指向1时：
调节x增大，则u出=-(-u0×kx/r2+△ua光)随x增大而增大。
当开关k1指向2时，同样可得u偏=u2=u0×r变/r2=u0×kx/r2，调节x增大时u出随x增大而反向增大，当不需叠加偏值电压时,则开关指向3，此时电阻r偏两端电压均为零，无压降,所以i偏=0 v，则 u出=△ua光，不影响电路性能。俯仰电路图与方位电路图原理一样。根据以上电路 就可以很容易将一线性可调的偏置电压u偏叠加到△ua光电路上,实现光跟踪电压人为偏置电压叠加。
2数字电路加偏
如图2所示， 光跟踪时，微光电视分离出的方位、俯仰误差信号为模拟信号。以方位为例，误差信号u光经a/d转换后与程序产生的数字偏置电压u偏叠加，经数字pid和d/a转换变成模拟信号u光+u偏后输入速度环形成闭环光跟踪。其中偏置电压由软件
