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干涉仪相位差测量精度及其影响因素分析*

2013-12-21石荣,阎剑,张聪

航天电子对抗 2013年2期
关键词:测量信号分析

石 荣,阎 剑,张 聪

(电子信息控制国家重点实验室,四川 成都610036)

0 引言

干涉仪测向在频谱监管、电子侦察等领域应用广泛。大量文献对干涉仪测向的工作原理、设计准则、数据处理流程与使用方法等各个方面进行了全面的阐述[1-3],部分文献还对干涉仪相位测量误差和测向精度问题进行了分析[4-5],但是目前从普遍意义上来探讨干涉仪相位差测量精度与主要影响因素的并不多。本文主要针对干涉仪对单频电磁波测向应用中的通道间相位差测量精度问题展开讨论,建立了相关的数学模型,在频域对干涉仪相位差测量所能达到的精度进行了理论分析,讨论了影响测量精度的几个主要因素,并通过仿真对相关的分析结果进行了有效性验证,这对于干涉仪测向应用的分析论证与实际工程使用具有一定的参考意义。

1 干涉仪通道间相位差的测量方法

在单频平面电磁波条件下,设干涉仪的2个接收通道分别为A 与B,它们所接收到的信号分别为:

式中,t∈[0,ΔT],ΔT 为测量时间,信号频率为f0,初始相位为φ,幅度为α,nA(t)与nB(t)分别是A 与B 两个接收通道引入的噪声与干扰,φ 为两通道接收信号的相位差,且:

式中,d 为两通道所对应的干涉仪两个接收天线之间的间距,λ为电磁波波长,θ为平面电磁波与天线视轴之间的夹角。由此可见,只要知道通道相位差φ 的测量精度,结合干涉仪基线参数与信号波长参数,就可以推导出干涉仪测向值θ所能达到的精度。

对于式(1)、(2),传统时域滤波求解过程是两式直接相乘,以及其中一个通道经过相移90°后两式相乘,2个乘积在低通滤波后可得到相位差的估计值,在不考虑噪声与干扰项的条件下可得:

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