干涉仪相位差测量精度及其影响因素分析

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1、第29卷第2期航天电子对抗35干涉仪相位差测量精度及其影响因素分析*石荣，阎剑，张聪(电子信息控制国家重点实验室，四川成都610036)摘要：准确获取接收通道间信号的相位差信息是干涉仪高精度测向的重要条件之一。针对这一问题建立了相应的数学模型，在频域求解的基础上，对干涉仪相位差测量所能达到的精度进行了理论分析，讨论了信号综合栽噪比、测量持续时间、频域噪声与干扰分布等影响测量精度的主要因素，并通过仿真进行了有效性验证，这对于干涉仪测向实际工程应用具有一定的参考意义。关键词：干涉仪；相位差测量精度；影响因素分析中图分类号：TN929文献标识

2、码：AAnalysisonprecisionandinfectionfactorsaboutphasedifferencemeasurementforinterferometerShiRong，YanJian，ZhangCong(ElectronicInformationControlNationalKeyLab，Chengdu610036，Sichuan，China)Abstract：Itisoneofthesignificantconditionsforprecisedirectionmeasurementtogetthephase

3、differencebetweenthechannelsoftheinterferometer．Themathematicmodelisestablishedforthisproblem．Aftertheresultiscalculatedinfrequencydomain，thetheoryanalysisaboutthisiscompleted．Themaininfectionfactorsforprecision，includingC／nz，measuringduration，noiseandinterferencedistrib

4、utinginfrequencydomainandSOon，arediscussed．Thenthevalidityisprovedthroughthesimulation．Itisveryimportantfordirectionmeasurementengineeringapplication．Keywords：interferometer；phasedifferencemeasurementprecision；infectionfactorsanalysis0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

5、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[4一s3，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*基金项目：国防科技重点实验室基金资助项目收稿日期：2012—10—01；2012—12—25

6、修回。作者简介：石荣(1974一)，男，博士，主要研究方向为电子对抗、通信与雷达系统。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：SA(￡)=asin(2nfot+∞)+nA(￡)(1)SB(￡)=asin(27tfot+9+壬)+行日(￡)(2)式中，￡∈Eo，AT-]，△T为测量时间，信号频率为，0，初始相位为妒，幅度为口，，2。(￡)与咒。(￡)分别是A与B两个接收通道引入的噪声与干扰，壬为两通道接

7、收信号的相位差，且：拳=2rcdsinOA。1(3)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，A为电磁波波长，0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西的测量精度，结合干涉仪基线参数与信号波长参数，就可以36航天电子对抗2013(2)推导出干涉仪测向值0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：Filter_LP(asin(2nfot+P)asin(2n

8、fot+9+j5))=2—1日2cosd(4)Filter_LP(asin(2nfot+9)asin(2nfot+9+乒一2-。丁c))=2—1n2sine(5)式中，Filter_LP(·)表示低通滤波算