IFF询问天线空中目标位置跟踪研究

doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2026.02.010

摘要/Abstract

摘要：

针对敌我识别（identification friend or foe，IFF）系统询问天线受舰船横摇、纵摇和航向姿态扰动，对空中运动目标位置跟踪不准确影响天线收发信号质量的问题，提出并设计了一种基于运动旋量目标位置解算的带前馈补偿的双电机联动PID控制方法。该方法基于雷达发送的空中目标方位、距离和俯仰角计算出目标坐标位置，然后将横摇、纵摇和航向3种干扰信号通过运动旋量变换嵌入目标位置并将嵌入后位置的方位角和俯仰角作为控制指令，将控制指令导数作为前馈补偿用于提高系统响应速度。仿真结果表明，该方法能够有效抵抗舰船3种姿态扰动并快速准确地跟踪空中目标。

关键词: 敌我识别, 询问天线, 目标跟踪, 运动旋量, PID控制, 双电机

Abstract:

In response to the issues of inaccurate tracking of aerial moving targets and signal quality degradation caused by pitch， roll， and heading disturbances affecting the interrogator antenna of the identification friend or foe （IFF） system， this paper proposes and designs a dual-motor coordinated PID control method with feedforward compensation based on motion twist for target position calculation. The method calculates the target’s coordinates using azimuth， distance， and elevation angle data provided by the radar. Pitch， roll， and heading disturbance signals are embedded into the target position through motion twist transformation， with the resulting azimuth and elevation angles serving as control commands. The derivative of these commands is used as feedforward compensation to enhance system response speed. Simulation results demonstrate that this approach effectively mitigates the three types of ship attitude disturbances and enables rapid and precise tracking of aerial targets.

Key words: identification friend or foe （IFF）, interrogator antenna, target tracking, motion twist, PID control, dual-motor

中图分类号:

TN95

涂学海. IFF询问天线空中目标位置跟踪研究[J]. 现代防御技术, 2026, 54(2): 110-117.

Xuehai TU. Research on Aerial Target Position Tracking for IFF Interrogator Antenna[J]. Modern Defense Technology, 2026, 54(2): 110-117.

图/表 10

图1 整体处理流程框图

Fig.1 Block diagram of the overall process flow

图2 坐标系群

Fig. 2 Coordinate system cluster

图3 空中目标位置跟踪控制系统框图

Fig. 3 Aerial target position tracking control system block diagram

图4 角度跟踪图

Fig. 4 Angle tracking chart

图5 跟踪误差收敛图

Fig. 5 Tracking error convergence chart

图6 整体跟踪误差收敛图

Fig. 6 Overall tracking error convergence chart

图7 空中目标运动轨迹图

Fig. 7 Airborne target trajectory chart

图8 天线俯仰角计算结果图

Fig. 8 Chart of elevation angle result

图9 天线方位角计算结果图

Fig. 9 Chart of azimuth angle result

表1 目标位置跟踪RMSE性能指标

Table 1 RMSE performance indices of target position tracking rad

电机	变换顺序						运动旋量
电机	xyz	xzy	yxz	yzx	zxy	zyx	运动旋量
俯仰电机	0.26	0.31	0.30	0.36	0.36	0.34	0.03
方位电机	0.27	0.29	0.28	0.17	0.14	0.13	0.07

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