11.3.1　测角精度测量

测角精度的测量包括指向精度和跟踪精度的测量，这2项内容描述了测控天线的定位精度。

指向精度定义为，天线的电轴对准目标后，电轴的指向与应有的天线波束中心指向之间的角度差。

跟踪精度定义为，天线在自跟踪模式下跟踪目标，天线电轴的指向与应有的天线波束中心指向之间的角度差。

1)指向精度测量-标校塔

主要采用标校塔法。首先计算出被测天线指向标校塔的理论方位角和俯仰角。然后被测天线指向远处的标校塔，转动天线，使接收电平显示最大，记录下实际的方位角和俯仰角，共测N组。用如下公式计算指向精度：

式中Ai为实测方位角；Ei实测俯仰角；AT为理论方位角，为固定值；ET为理论俯仰角，为固定值；N为测量的数据个数；σPA为方位指向精度；σPE为俯仰指向精度；σP为天线指向精度。

指向精度测量原理框图见图11-20。

图11-20　指向精度测量原理框图

测量的具体步骤如下：

(1)按图11-20连接系统；

(2)计算理论方位角和俯仰角AT、ET；

(3)天线指向标校塔；

(4)转动天线，使接收电平显示最大；

(5)记录实际的方位角和俯仰角Ai、Ei，共记录N组；

(6)计算σPA、σPE、σP。

2)跟踪精度测量-电平跌落法

首先介绍电平跌落法的测量原理。根据式(8-48)，有

式中e为自然对数，其值为2.718281828459...；θ为偏离天线最大辐射方向的角度偏差；θ3dB为天线半功率波束宽度；Gmax为天线最大辐射方向的增益；Gθ为偏离天线最大辐射方向θ角度时的增益。

公式两边同时取以10为底的对数，得

整理后得

设天线在最大辐射方向的功率为［Pmax］，偏离天线最大辐射方向θ角度时的功率为［Pθ］，均用分贝表示，则有

则偏离角θ与功率差［ΔP］的关系为：

由此可以得到使用电平跌落法测量跟踪精度的方法。首先，用手控模式使天线对准目标，找到最大值，记为［Pmax］i，然后用手控模式将天线偏离目标，再令天线进入自跟踪模式，记下此时的功率值，记为［Pθ］i，共测N组。用如下公式跟踪精度：

式中　σT为跟踪精度。

跟踪精度测量框图与指向精度测量框图相同。测量的具体步骤如下：

(1)按图11-20连接系统；

(2)用手控模式使天线对准目标并找到最大值，记为［Pmax］i；

(3)用手控模式将天线偏离目标；

(4)令天线自跟踪目标，记下［Pθ］i；

(5)共测N组；

(6)按公式计算出σT。

3)跟踪精度测量-卫星法

如果知道卫星的精密轨道，那么利用卫星测量跟踪精度更能体现天线的实际工作能力。首先根据卫星精密轨道根数和被测天线的大地坐标，计算出被测天线随时间变化的理论方位角A0i和俯仰角E0i。然后被测天线自跟踪卫星，实时记录实际的方位角Ai和俯仰角Ei。按如下公式计算跟踪精度：

卫星法测量跟踪精度框图与测量指向精度时的框图类似，不过要把信标机换成卫星。测量的具体步骤如下：

(1)计算出被测天线的随时间变化的理论方位角A0i和俯仰角E0i；

(2)被测天线自跟踪卫星，实时记录实际的方位角Ai和俯仰角Ei；

(3)按公式计算出σT。