通道不一致对干涉仪测向的影响和解决方法

　　1　引言

　　干涉仪测向是利用多个天线接收的回波信号之间的相位差进行测角。其测向精度高、测向速度快,在电子侦察中得到了广泛应用。但是,在利用干涉仪接收机进行测向处理时,通道幅相不一致导致相位比较算法测向性能严重下降。本文通过在测向处理前进行自动增益控制处理,再进行测向处理来消除幅相不一致的影响。基于SIMULINK,分析了幅相不一致对测向结果的影响,并给出了改进方法,比较了改进前后的测向结果,仿真结果表明改进方法是有效的。

　　2　理论分析

　　设接收到的信号是基带BPSK信号A₀exp[j(φi+φ₀)],其正交、同相分量可以表示如下:

　　式中,A₀、φ₀分别为基带BPSK信号的幅度和初始相位。当出现幅相不一致时,其正交、同相分量可表示为:

　　信号形式变为Aexp[j(φ_i+φ)]。下面分别针对幅度不一致、相位不一致和直流偏移讨论其对信号相位角的影响,进一步可以得出对测向误差的影响。假设发射信号为s(t)=Aexp[j(φ_i+φ₀)]天线之间的延迟相位为=2πdλ-1cosθ,θ、d、λ分别为信号的入射角、基线长度和波长。

　　2.1　幅度不一致

　　受幅度不一致的影响,两天线接收到的信号经正交和同相通道后分别为:

　　从公式(3)可以看出,受幅度不一致的影响,干涉仪测向接收机天线之间的相位延迟偏离其真实值,从而直接影响了测向的结果。相位差的偏离不但与幅度不一致参数有关,而且与信号的初始相位有关。

　　对单基线干涉仪测向接收机进行仿真,两天线接收到的信号同时出现信道幅度不一致时,得到幅度不一致对测向结果的影响如图1所示,可以看出,幅度不一致对测向均值的影响很大。

　　2.2　相位不一致

　　受相位不一致的影响,两天线接收到的信号经正交和同相通道后分别为:

　　受相位不一致影响后,两信号之间的相位差变为φ′=φ₂-φ₁,干涉仪测向接收机天线之间的相位延迟偏离其真实值,从而直接影响了测向的结果。相位差的偏离不但与相位不一致参数有关,而且与信号的初始相位有关。

　　对单基线干涉仪测向接收机进行仿真,两天线接收到的信号同时出现信道相位不一致时,得到相位不一致对测向结果的影响如图2、3所示。从图中可以看出,相位不一致对测向均值的影响很大。

　　2.3　直流偏移

　　受直流偏移的影响,两天线接收到的信号经正交和同相通道后分别为:

　　对单基线干涉仪测向接收机进行仿真,当只有一个通道出现由于直流偏置引起的幅相不一致时,测向结果如图4、5所示。从图中可以看出,只有一个信道出现直流偏移对测向结果的影响就很大,尤其是对均值的影响。