等面积约束的多种干涉仪阵型性能比较分析

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1、8航天电子对抗第31卷第6期0引言等面积约束的多种干涉仪阵型性能比较分析刘云龙，郭福成，张敏，刘洋(国防科技大学电子科学与工程学院，湖南长沙410073)摘要：在布阵平面面积一定的条件下，找到使得二维干涉仪测向精度高、解模糊概率大的凡何布阵方案是很有意义的。通过理论分析得出8种不同的二维干涉仪阵型测向的CRLB，并通过计算机仿真方式分析了9元阵不同阵型的解模糊概率和各阵型不同阵元个数的解模糊概率，得出了在干涉仪面积一定条件下奇数个数阵元的圆阵是较优的布阵方式的结论。关键词：测向；解模糊；干涉仪；构型中图分类

2、号：TN971+．5文献标识码：AcomparativeanalysisofperformancesfordifferentshapedphaseinterferometerswithareaconstraintLiuYunlong，GuoFucheng，ZhangMin，LiuYang(CollegeofElectronicScienceandEngineering，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073，Hunan，China)Abstr

3、act：ItismeaningfultofindtheoptimalshapeforthephaseinterferometertOimprovethedirectionfindingaccuracyandsolvingambiguityprobabilityontheconditionofcertainplaneareasandcertainelementnumbers．TheCalmerRaoLowBound(CRLB)ofdirectionfindingofeightdifferentshaped2-

4、Dinterferometersaregivenwithnine—elements．Simulationsareperformedtoinvestigatethedirectionfindingaccuracyandthesolvingambiguityprobabilityoftheabovedifferentshapedarrays．Thetheoreticalanalysisandsimulationindicatethatcirculararraywithanoddnumberofelementsi

5、sthebestchoiceundercertainplanesareas．Keywords：directionfinding；solvingambiguity；interferometer；array估计辐射源来波方向(AOA)，又称之为测向(DF)，在无线电探测、侦察、监视、预警等领域具有重要应用价值[1_3]。干涉仪以其精度高、实时性好、结构简单等特点，被广泛应用于测向系统中。基线越长，测向精度越高。但当基线长度大于半波长时，相位差会出现2丌模糊。运用多个阵元的几何关系解相位差模糊实现测向，是工程中常

6、用的测向方法。因此，在干涉仪布阵面积一定的条件下，找到测向精度高、解模糊概率大的基线布阵方式有很大的工程应用价值。针对阵列布阵几何构型问题，文献[4]提出并分析收稿日期：2015—06—20；2015—09～26修回。作者简介：刘云龙(1990一)，男，硕士研究生，主要研究方向为无源定位、信号处理。了圆阵、十字阵、三角阵等二维均匀线阵的测向精度，但是并没有分析二维阵型的解模糊概率问题，也没有分析非均匀二维阵型的测向精度问题。本文通过干涉仪相位差模型计算了多种二维阵型的理论测向克拉美一罗下限(CRLB)。在此

7、基础上，通过文献[5]测向方法，进行了仿真分析，以9元阵为例得到圆阵等各二维阵型的解模糊概率和各阵型不同阵元个数的解模糊概率，得出了奇数个阵元个数的圆阵是较优的布阵方式的结论。1数学模型记来波方向与X轴正方向的夹角为方位角(a∈[一兀，Ⅱ])，其中绕逆时针旋转为正角度。来波方向与XOY平面的夹角为俯仰角(J9∈[O，，r／2])，干涉仪面积为D×D。如图1所示，圆阵为均匀圆阵，相邻阵元2015(6)刘云龙，等：等面积约束的多种干涉仪阵型性能比较分析9与坐标原点的角度相等；十字阵与L阵布阵原则为最小冗余布阵，

8、每维比例为0：1：3：5：9；矩形阵为均匀阵，环阵的9个阵元坐标分跗为(0．5D，0)、(一0．5D，0)、(0，D)、(0．31D，0．18D)、(0．18D，0．31D)、(一0．31D，0．18D)、(一0．18D，0．31D)、(0，0．6D)、(o，0．8D)；菱形环形阵的9个阵元坐标分别为(0，0)、(0．5D，0．5D)、(0．4D，0)、(一0．5D，0．5D)、(0，0．4D)、(一0．5D，一