相位干涉仪

摘要： 多基线干涉仪是电子战无源测向的重要方法。基于概率论提出多基线干涉仪测向最优估计,通过对不同基线的测向结果加权处理,可在最长基线长度一定的情况下,提高多基线干涉仪测向精度。分析干涉仪基线非独立和独立两种情况下测向精度的最优估值,并将该方法与Kalman滤波的思想进行类比。最后通过仿真,验证该最优估计方法的有效性。

摘要： 旋转基线相位干涉仪测向法利用阵元间相位差最大值与最小值进行来波角度估计,存在噪声干扰时会产生较大测向误差。针对这一问题,采用三参数最小二乘法对解模糊后的相位差曲线进行幅度、初相和偏移量的估计,进而对相位差曲线进行拟合处理。该方法提高了旋转基线相位干涉仪测向的精度,仿真结果证明了该方法的有效性。

摘要： 针对相位干涉仪测向系统对于大量高速实时信号的处理需求,设计了基于图形处理单元(graphic processing unit, GPU)的频域互相关(简称为FX)鉴相算法,完成了相应的并行程序设计,进行了实时数据的测试验证。为充分发挥GPU强大的浮点运算能力和并行数据处理能力,将涉及大量并行高速数据计算的核心鉴相算法加载在GPU中,实现了高速并行数据的相关处理和相位提取;利用中央处理器(central processing unit, CPU)完成了数据调度、分发和简单的数据处理功能。实验测试结果表明,在较好地保证鉴相精度的条件下,本文设计的基于GPU的鉴相算法,其数据处理速度是基于CPU平台的140倍左右,鉴相速度明显提升,较为圆满地实现了实时性、可靠性和准确性的设计初衷。

摘要： 针对微小卫星编队飞行、星间组网等多星协同任务中的相对测角问题,提出了一种高精度的星间无线电测角系统。该系统的优势是在伪码测距系统的基础上增加两条相同的接收通道,对载波相位值采用相位干涉法得到高精度的星间相对角度值,可以在不增加额外软硬件开销的情况下完成实时性较好的高精度星间相对状态自主测量。从该系统的设计出发,对相位干涉仪测角系统进行了详细的精度分析,推导了链路中各个噪声源的传递函数和理论噪声水平,并搭建实物平台对角度测量精度的理论值和实测值进行比较。结果表明系统对本振相位噪声有抑制作用,热噪声是角度测量的最大噪声源,系统实际测角精度在强信号下可达1.4×10^(-3)度。

摘要： 针对相位干涉仪测向工程实现中遇到的通道间连接电缆不等长和通道隔离度不够引起同频干扰的问题,从理论上分析这2种影响因素对测向相位差误差的影响,在工程可实现基础上,推导不等长、通道隔离度与相位误差的数学关系,为相位干涉仪设计和通道误差校正提供理论依据.

摘要： 当基线长度大于半波长时,相位干涉仪测角系统存在相位差测量模糊的问题.针对此问题,首先推导出双基线相位干涉仪测角系统相位差模糊图的表达式,说明了相位差解模糊余量与正确解模糊概率的关系,指出了正确解模糊的限制条件,并提出一种基于相位差模糊图的解模糊方法.仿真分析验证了该方法的有效性.

摘要： 针对无人机测控高动态目标的角度引导捕获问题,提出了基于异频双链路测控系统的双跟踪高动态目标角捕获方法,利用循环谱分析方法可对窄带遥测信号、 宽带数传信号等进行低信噪比检测,通过宽波束天线提高捕获概率,同时又通过高天线增益满足信噪比的需求.验证结果表明,异频双链路天线跟踪系统伺服捕获概率、 信号检测概率仿真结果满足高动态目标角捕获需求.

摘要： 相位干涉仪是机载电子战的重要测向系统.在相位干涉仪的基线比递推模型基础上,分析实基线与虚拟基线相互解模糊的边界条件,从理论上分析干涉仪天线阵元数量下限,通过数字仿真获得超越方程的数字解.在此基础上,提出一种理论分析与计算机搜索相结合的多基线相位干涉仪设计方法,并给出0.35～18 GHz的相位干涉仪的设计实例,所设计的干涉仪解模糊概率不低于96.2％,验证该设计方法的正确性.

摘要： 有关均匀圆阵(Uniform Circular Array,UCA)相位干涉仪正确解相位模糊(Correct Phase Ambiguity Resolution,CPAR)方面的研究已经取得了很多理论结果,其中针对正确解相位模糊概率值的数值研究涉及基线公式,阵元数量,半径波长以及相位测量方法.基于均匀圆阵干涉仪上的一些性质,本文提出了三种提高正确解相位模糊概率值的方法.对这些方法的验证实验工作量巨大,但是实验结果有助于对方法进行有效性评估,以及如何在具体工程要求下选择对应算法.

摘要： 本文首先分析了二维L型阵列相干涉仪的估计性能不均的问题.并通过仿真进一步对存在的问题进行描述.为了解决这个问题,本文通过充分利用二维L型阵列的基线,提出了一种改进算法,并对其中涉及到的一些公式进行了推导.通过对普通L型阵相位干涉仪和本文提出的改进算法在MATLAB平台上进行仿真,结论表明本文提出的算法可以很好的提高L型阵相位干涉仪的测向性能,能过解决大部分入射方位角的精度估计不均衡问题.

摘要： 相干侧向系统在现代制导技术中获得了越来越广泛的应用,天线罩对相干侧向系统的探测性能具有重要影响.本文提出了一种相位干涉仪体制天线罩的电气性能仿真计算方法,采用多层快速多极子算法对天线-天线罩进行了一体化仿真计算.相位干涉仪由两单元螺旋天线阵列组成,针对天线罩壁的特点采用薄层近似处理方式,对分析问题进行简化.仿真得到了天线罩对天线方向图的影响,最终根据仿真结果计算得到天线罩的瞄准误差,并对结果进行了分析.

摘要： 在相位干涉仪测向过程中,为了能够方便快捷的获得测向数据,在分析基于相位干涉仪多阵元圆阵列测向原理的基础上,使用NI PXI6254数据采集卡并结合LabVIEW的开发环境设计了一种基于虚拟仪器的相位干涉仪测向信号动态实时数据采集显示系统,该系统灵敏度高、CPU占用事率低、能够同时实时采集和显示来自多个阵元探测器探测得到的测向信号,同时该系统能够以各自的信号输入通道的通道名作为文件名保存成独立的存储文件,避免了数据采集后多输入通道数据分离的问题.实际测试证明,该采集显示系统能够满足多阵元探测器测向所提出的要求。

摘要： 本文基于一种能够实现宽带高灵敏度测频和窄带高精度测相的中频数字接收机方案,采用高速ADC和可编程逻辑器件实现硬件设计,将核心算法集成到一片超大规模FPGA中,实现了全SOC设计.文中简要介绍了接收机的硬件组成、设计特点以及多路高速DFT运算和多路高速数字下变频两项关键技术.接收机硬件性能的评估结果表明,该接收机测频灵敏度高,可以给出小于1°的相位测量精度,解决了相位干涉仪体制下高灵敏度检测以及高测角精度的问题.

摘要： 针对相位干涉仪阵列估计波达角过程中的相位差模糊问题，利用相位差数据，提出了一种基于佘弦函数的波达角估计算法，实验仿真与分析验证了算法的有效性。然后直接利用相位干涉仪阵元数据的功率谱，提出了一种快速的波达角最小二乘估计算法，并证明了该快速算法和基于余弦函数的波达角估计算法是等价的。最后给出了该快速算法的工程实现框图。

摘要： 介绍了射频仿真系统中的二维电控面阵系统的基本组成和原理,提出了一种基于相位干涉仪测角技术为原理的校准技术.重点介绍了校准系统的组成和原理、校准方法的实现以及校准系统的主要误差.

摘要： 针对相位干涉仪估计到达角的相位模糊问题,在相邻基线长度比恒定的条件下,提出了一种根据各双基线系统模糊相位差分布范围,唯一确定相位模糊数的方法,并且分析了正确解模糊的条件,此方法具有无需搜索,算法简单的优点.二维到达角估计采用对各基线长度的角度估计值加权平均的方法,且证明了各基线长度的平方是最佳加权系数,仿真验证了上述结论的正确性及高精度特性.

摘要： 本文从相位干涉仪解模糊原理出发，提出了一种利用时延差解相位模糊的超短基线测向定位算法，从算法原理、工程实现、误差分析等方面对算法进行了论述,并通过仿真数据验证了算法的有效性。

摘要： 传统干涉仪测向采用模拟鉴相器,鉴相误差较大,而数字化鉴相器也仅仅是对输出相位差数字化,精度提高有限.本文提出了一种基于数字接收机的全数字化鉴相器进行测向的方法.经理论分析和仿真实验,该方法向精度有很大提高,且可以实现同时多信号的分辨.

摘要： 机载单站多目标无源定位是现代电子侦察领域的重点和难点课题，本文提出了一种基于贝叶斯后验概率最大原理的机栽单站多目标无源定位算法。该算法只使用干涉仪给出脉冲序列相位差和载频信息，即可完成对多目标的分选识别和高精度定位，具有定位准确、指示清楚、无须对信号进行预分选的优点。仿真结果表明：在工程可实现的测向、测频精度和考虑载机位置、姿态误差情况下，对于栽机一侧的多目标可能达到的定位精度约为距离的2％，是一种具有广阔应用前景的机载单站无源定位方法。

摘要： 本发明公开了一种干涉系统，包括：输入端、第一多自由度干涉模块、路径干涉模块、第二多自由度干涉模块以及输出端；输入端用于输入多路光束；第一多自由度干涉模块以及第二多自由度干涉模块用于位于同一路径的不同自由度之间的干涉；路径干涉模块用于位于不同路径的自由度之间的干涉；输出端用于输出多路光束；输入端输入的光束依次经过第一多自由度干涉模块、路径干涉模块、第二多自由度干涉模块以及输出端后出射。本发明可以增加通道数目，可以实现任意输入通道与任意输出通道的连通功能。

摘要： 本发明公开了一种干涉系统，包括：输入端、第一多自由度干涉模块、路径干涉模块、第二多自由度干涉模块以及输出端；输入端用于输入多路光束；第一多自由度干涉模块以及第二多自由度干涉模块用于位于同一路径的不同自由度之间的干涉；路径干涉模块用于位于不同路径的自由度之间的干涉；输出端用于输出多路光束；输入端输入的光束依次经过第一多自由度干涉模块、路径干涉模块、第二多自由度干涉模块以及输出端后出射。本发明可以增加通道数目，可以实现任意输入通道与任意输出通道的连通功能。

摘要： 本发明公开了一种动态干涉仪同步移相干涉图参数失配的相位提取方法，该方法为：首先采集参数失配的空间同步移相干涉图，分割为四幅子干涉图；然后使用条纹细化法计算各干涉图的对比度和载频误差，将对比度、载频误差和预设的移相间隔的初值代入线性方程组计算干涉图的相位、背景以及调制度；接着设定干涉图间的相位、背景、调制度正确，根据方程组计算的对比度、载频误差以及移相间隔的偏差值，更新初值。重复两个过程直至收敛判定函数优于阈值，停止迭代，得到最终的对比度、载频误差以及移相间隔，最后代入最小二乘方程组计算相位。本发明降低了动态干涉仪相位提取的约束性，干涉图参数失配相位提取的准确性和可靠性高，简单高效、适用范围广。

摘要： 一种信号对比式激光相位自反馈干涉仪，干涉仪包括光纤耦合器、光纤耦合器分别通过短臂光纤、长臂光纤均连接有法拉第镜，短臂光纤或/和长臂光纤上设置有相位调制器，连续光激光器通过环形器连接光纤耦合器，光纤耦合器的干涉输出端一路通过环形器连接第一光电探测器，一路直接连接第二光电探测器，第二光电探测器通过自反馈控制器连接相位调制器，第一光电探测器与第二光电探测器均连接干涉信号比较器。本发明通过PID的初步控制干涉仪相位，然后通过两路干涉信号的对比和自反馈控制器的控制可以更加精确的控制干涉仪的光学相位，配合PID控制器可以更精准的控制干涉仪相位；有效的降低了环境对干涉仪相位影响，可精准的对干涉仪的相位进行控制。

摘要： 本实用新型公开了一种干涉系统，包括：输入端、第一多自由度干涉模块、路径干涉模块、第二多自由度干涉模块以及输出端；输入端用于输入多路光束；第一多自由度干涉模块以及第二多自由度干涉模块用于位于同一路径的不同自由度之间的干涉；路径干涉模块用于位于不同路径的自由度之间的干涉；输出端用于输出多路光束；输入端输入的光束依次经过第一多自由度干涉模块、路径干涉模块、第二多自由度干涉模块以及输出端后出射。本实用新型可以增加通道数目，可以实现任意输入通道与任意输出通道的连通功能。本实用新型还公开了一种多层干涉仪、单层干涉仪、条状干涉仪。

摘要： 本发明公开了一种相位干涉仪的无源测向天线阵及相位干涉仪，由外到内分为三层；第一层为圆形天线阵，由多个双极化全向天线阵元组成，双极化全向天线阵元排列在一个圆周上；每个双极化全向天线阵元包括水平极化振子和垂直极化振子，各双极化全向天线阵元通过极化选择输出匹配板与多选一天线开关连接，圆周上水平极化振子和垂直极化振子相邻排列；第二层为水平极化天线阵，包括水平极化环形振子；第三层为垂直极化天线阵，包括垂直极化双锥天线振子，垂直极化双锥天线振子中的双锥均与匹配电路连接；第二层的水平极化天线阵和第三层的垂直极化天线阵与同一个二选一天线开关的各输入端连接。具有结构简单、生产成本低、测试灵敏度高和精度高的优点。

摘要： 本发明公开了一种正交/非正交多基线相位-相位谱干涉仪测向装置。它以相位干涉仪和相位谱干涉仪测向算法为依据，根据实际测向环境、入射信号的频率范围、测向精度要求以及硬件资源等因素综合考虑设计而成。本装置由两片FPGA和一片DSP协同完成数字信号处理，分别针对窄频带单源信号和宽频带多源信号，实现正交/非正交多基线相位干涉仪和相位谱干涉仪两种测向算法。本发明算法简单、计算快速、测向精度较高、对硬件资源要求较低，可用于快速获取单源或多源入射信号的二维到达方向等应用场合。

摘要： 本发明公开了一种相位干涉仪的无源测向天线阵及相位干涉仪，由外到内分为三层；第一层为圆形天线阵，由多个双极化全向天线阵元组成，双极化全向天线阵元排列在一个圆周上；每个双极化全向天线阵元包括水平极化振子和垂直极化振子，各双极化全向天线阵元通过极化选择输出匹配板与多选一天线开关连接，圆周上水平极化振子和垂直极化振子相邻排列；第二层为水平极化天线阵，包括水平极化环形振子；第三层为垂直极化天线阵，包括垂直极化双锥天线振子，垂直极化双锥天线振子中的双锥均与匹配电路连接；第二层的水平极化天线阵和第三层的垂直极化天线阵与同一个二选一天线开关的各输入端连接。具有结构简单、生产成本低、测试灵敏度高和精度高的优点。

摘要： 本发明公开了一种基于实时通道相位校准的相位干涉仪测向方法，其特征是，包括一个校准信号源，通过功分器给各个通道提供校准信号，各个通道通过开关选择是接收天线信号还是校准信号，测向时由信号处理机得到各个测向通道之间的实时的通道相位差，侦收信号到达各天线的实际相位差由测量相位差减去天线相位差和通道相位差得到，对实际相位差进行解模糊处理得到信号到达角。优点：（1）实时校准通道相位差，大大降低了对各通道微波器件和电缆的相位一致性要求；（2）仅需一个校准信号源，一个功分器以及若干个SP2T（单刀双掷）开关，便于工程实现；（3）校准过程通过软件自动控制，操作简单。

摘要： 本发明公开了一种相位干涉仪通道间相位差噪声协方差估计方法，其特征在于：包括以下技术措施:(1)卡尔曼滤波器对相位差数据的预测过程；(2)卡尔曼滤波器测量噪声协方差估计过程。本发明提出利用卡尔曼滤波器对相位差数据进行预测，并估计测量噪声的协方差，实现通道间相位差数据平滑和滤波，这种方案对相位差数据可以进行有效的平滑，结果显示，多通道相位干涉仪平滑后的相位差噪声小于3°，极大地提高了相位差解模糊的正确概率，反过来又提高了测向定位精度，特别适合于多天线相位干涉仪测向定位体制。