相位干涉仪参差基线解模糊算法研究

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1、第28卷第3期航天电子对抗31相位干涉仪参差基线解模糊算法研究杨晶，罗冰，夏韶俊(华东电子工程研究所，安徽合肥230088)摘要：针对多基线相位干涉仪测向时存在的相位模糊问题，分析相位差变化值的相位模糊特点，提出一种利用相位干涉仪基线间的参差距离对相位差进行解模糊的方法，讨论正确解模糊的条件、范围以及波达角估计精度与入射角之间的关系，并给出了仿真结果。关键词：相位干涉仪；波达角估计；参差基线；解模糊中图分类号：TN971．1文献标识码：AResearchonalgorithmofsolvingsta

2、gger—baselineinterferometerphasedifferenceambiguityYangJing，LuoBing，XiaShaojun(EastChinaResearchInstituteofElectronicEngineering，Hefei230088，Anhui，China)Abstract：Fortheproblemofphasedifferenceambiguityusingmulti—baselineinterferometersindirectionfindin

3、g，anewmethodisproposedforsolvingthephasedifferencevarietyambiguitybystaggerdistancediffer—enceaftertheanalysisofthephasedifference．Theconditions，rangeandtherelationshipbetweentheangleofincidenceandtheestimationaccuracyofdirectionofarrivalarediscussed．A

4、tlast，thesimulationresultsaregiven．Keywords：interferometer；estimationofdirectionofarrival；staggebaseline；solvingambiguity0引言l干涉仪测向模糊原理机载单站无源定位[1]具有良好的独立性和机动为了讨论方便，假设各个阵元分布在同一条直线上，只能在二维平面上测量波达角。相位干涉仪阵列性，是目前无源定位研究中的重点，而相位干涉仪[2]由的几何示意图如图1所示。假设信号在远场的某个位于高测

5、向精度、小体积、轻质量等优点在高精度单站无置，其波达角为0。整个阵列由N+1个阵元组成，各源定位中有着十分重要的意义。相位干涉仪只能在个阵元分布在水平位置上，以第0个阵元为基准，构成[一，兀]范围内单值测量相位差，但单基线相位干涉N基线相位干涉仪，基线长度分别为D，D2，⋯，D，则仪存在着测向精度和最大不模糊之间的矛盾[3]。传统存在正整数P。

6、高频信号，⋯是很小的，这不要求各个P之间满足参差的关系，只要求它们的将会导致低频率信号在各个阵元之间的耦合，造成波最大公因子为1，即GCD(P，P。，⋯，P)：1，即总体达角估计精度和分辨率的降低。更为严重的是：干涉为参差关系]。其实上述对阵元分布的要求是比较容仪阵元本身的物理尺寸由信号的最长波长决定，这使易的，但是正整数P的选择同时受到正确解模糊条得在最小半波长的空间内无法安装两个阵元。因此在件、解模糊范围、波达角估计精度的约束。现有条件下，只能采用大于半波长的阵元几何配置，而从图1可以看出，相位

7、干涉仪各基线不含模糊的这自然会带来相位干涉仪的相位差模糊问题。相位差为：=(27rDsin0)／+7．3n=1，2，⋯，N(1)式中为各个基线相位差的噪声干扰。由于实际测收稿日期：2011—12—26；2012—02—23修回。量的相位差的范围是[一丌，]，与的关系为：作者简介：杨晶(1983一)，男，工程师，主要从事雷达对抗研究工作。=+27cM，∈[一7c，丌]=1，2，⋯，N(2)32航天电子对抗2012(3)式中为第个基线的观测相位差声的模糊数，它在各个基线的噪声干扰为的情况下，采用一阶们为

8、待求的未知整数。扰动方法得到其估计误差为：舶：一(∑(2D／)。)一(∑2riD／X)／cos0(6)如果相位差噪声为独立同分布的随机变量，其方差为，则可得到关于波达角的估计方差为：var(0)=E(O-)=／(∑(2riD／)。(cos0))图1相位干涉仪阵列几何示意图(7)2解模糊算法从上式可以看出，波达角的估计方差不但与噪声方差有关，而且与干涉仪的基线长度有关。另外估2．1算法介绍计方差与波达角0也有关，在基线的法线方向波达角最小二乘误差准则嘲是参数估计中的一种