改进角速度补偿型导引头捷联波束稳定方法

doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2025.05.013

摘要/Abstract

摘要：

针对相控阵雷达导引头捷联波束稳定性能易受速率陀螺、波控系统等环节影响的问题，提出一种改进角速度补偿型捷联波束稳定方法，研究稳定环校正策略及原理，给出了工程化算法推导，构建出相控阵雷达导引头捷联波束稳定数学平台，对捷联波束稳定性能进行改善。通过数字仿真，验证了采用该方法能有效消除速率陀螺测量偏差、动态滞后、传输延迟以及波控系统执行偏差、传输延迟等因素对波束稳定性能的影响，能有效提升捷联波束稳定性能，且工程上易于实现。

关键词: 捷联波束稳定, 角速度补偿型, 捷联导引头, 捷联去耦, 相控阵导引头, 数学稳定平台

Abstract:

The strapdown seeker beam stability of phased array radar seekers can be easily affected by the rate gyro and wave control system. To address this problem， this paper proposed an improved angular velocity compensation method for strapdown seeker beam stability. The strategies and principles of the stabilization loop were studied， and an engineering-oriented algorithm derivation was provided. A mathematical platform for strapdown seeker beam stability of phased array radar seekers was constructed to improve performance. Through mathematical simulation， it was verified that this method can effectively eliminate the impact of rate gyro measurement deviation， dynamic lag， transmission delay， as well as execution deviation and transmission delay of the wave control system， thereby effectively improving the performance of strapdown beam stability. The method is also easy to implement in engineering applications.

Key words: strapdown beam stability, angular velocity compensation, strapdown seeker, strapdown decoupling, phased array seeker, mathematical stabilization platform

中图分类号:

TJ765.2

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图/表 11

图1 相控阵雷达导引头波束指向各角度关系

Fig. 1 Beam pointing angle relationship of PARS

图2 改进角速度补偿型波束稳定跟踪原理图

Fig. 2 Schematic diagram of improved principle of angular velocity compensation for strapdown seeker beam stability method

图3 导引头测量坐标系与飞行器坐标系的相互关系

Fig. 3 Relationship diagram between the measurement coordinate system of seeker and the projectile coordinate system

图4 改进角速度补偿型波束稳定跟踪模型

Fig. 4 Model of improved principle of angular velocity compensation for strapdown seeker beam stability method

图5 波束稳定性能改进对比

Fig. 5 Improvement comparison chart of the strapdown seeker seam stability

图6 仿真情形1去耦性能对比（1 Hz）

Fig. 6 Comparison chart of decoupling performance in simulation scenario 1(1 Hz)

图7 仿真情形1去耦性能对比（3 Hz）

Fig. 7 Comparison chart of decoupling performance in simulation scenario 1(3 Hz)

表1 仿真情形1去耦系数对比

Table 1 Comparison table of decoupling performance in simulation scenario 1

采用方法	扰动频率/ Hz	速率陀螺传递系数	波控系统传递系数	速率陀螺传输延迟/ms	波控系统传输延迟/ms	去耦系数（高低）/%	去耦系数（方位）/%
已有方法	1	1.0	1.0	1	0.2	2.13	2.36
已有方法	3	1.0	1.0	1	0.2	3.06	3.13
本文方法	1	1.0	1.0	1	0.2	0.61	0.67
本文方法	3	1.0	1.0	1	0.2	0.82	0.83

图8 仿真情形2去耦性能对比（1 Hz）

Fig. 8 Comparison chart of decoupling performance in simulation scenario 2(1 Hz)

图9 仿真情形2去耦性能对比（3 Hz）

Fig. 9 Comparison chart of decoupling performance in simulation scenario 2(3 Hz)

表2 仿真情形2去耦系数对比

Table 2 Comparison table of decoupling performance in simulation scenario 2

采用方法	扰动频率/ Hz	速率陀螺传递系数	波控系统传递系数	速率陀螺传输延迟/ms	波控系统传输延迟/ ms	去耦系数（高低）/%	去耦系数（方位）/%
已有方法	1	1±0.01	1±0.01	1	0.2	3.59~3.77	3.91~4.08
已有方法	3	1±0.01	1±0.01	1	0.2	3.37~3.39	3.36~3.40
本文方法	1	1±0.01	1±0.01	1	0.2	0.61~0.79	0.78~0.88
本文方法	3	1±0.01	1±0.01	1	0.2	0.95~0.99	0.96~1.02

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