天线阵面倾斜对二维电扫雷达扫描范围的影响

孙藏安 任哲毅 连 豪 张苡宁

(西安电子工程研究所 西安 710100)

0 引言

三坐标雷达(3D雷达)是指能同时测量目标距离、方位和仰角或高度的雷达，它在各种战术雷达中占有很大比例，广泛用于空中监视、警戒与引导；多数防空雷达、火控雷达与导弹制导雷达均为3D雷达[1]。与传统雷达相比，三坐标雷达具有更广泛的目标探测范围和更好的目标识别能力，有搜索范围大、反应时间短、数据率高等特点[2]。目前的3D雷达主要使用相控阵天线，在方位维和俯仰维均采用电扫阵列天线的二维电扫雷达可更加充分发挥相控阵雷达的优点，由于其扫描灵活，其扫描范围就尤为重要。

根据定义不同，不同雷达系统所采用的坐标系又可分为NED(东北地)坐标系、载体坐标系、雷达天线坐标系、目标视线坐标系等[4]，对于相扫天线系统，描述扫描范围通常用天线阵面坐标系。由于坐标系不同，因此产生了对于同一个相扫系统有不同的扫描范围的问题[3]。所谓坐标变换即已知两个坐标系，根据两坐标系之间的位置关系，把同一目标的空间位置在不同的空间坐标系中表示，从而方便地进行整个雷达系统的目标测量和数据处理。任何系统的坐标变换都可以通过平移变换和旋转的组合来实现。坐标变换的方法可参照文献[5-7]。

本文主要对二维电扫雷达系统天线阵面倾斜时对雷达坐标系和天线坐标系扫描范围的影响进行了分析，通过将两个坐标系进行旋转变换，推导出目标在两坐标系中的对应关系，并通过公式计算出天线倾斜时两坐标系扫描范围的非线性变化量，可为雷达天线扫描范围的设计提供一定的理论依据。……