微波光子联合时差/相差的高精确度测向技术

针对短基线时差测向精确度低、长基线相差测向存在模糊和传统的微波技术难以满足电子战设备分布式部署的长距离传输需求的问题,结合微波光子学,提出一种基于微波光子联合时差相差的分布式长距离单基线高精确度测向技术。该技术使用直调模式微波光子传输设备,克服了微波信号经过长距离传输后引起的时差和相差变化影响,满足长距离微波光子的稳定传输;并在此基础上采用改进的时差曲面拟合插值方法解决相差模糊问题。仿真和实验测试验证了该技术实现分布式长距离单基线高精确度测向的可行性。

对瞬时信号波长的相频检测

首先,将短基线相差测向严格解和多普勒频移方程联解,获得基于相差测量的频移表达式;然后,利用中心频率、瞬时测频值和多普勒频移间的关系,将频移表示式化为一个仅包含未知信号波长的一元三次函数方程,从中可导出基于瞬时测频和相差测量的信号波长解析公式。在此基础上,还通过模拟比较,采用合并等值项的方法对解析公式进行了简化。对简化解的误差分析表明,对于分米波信号,且在瞬时测频的测量误差大于数兆赫的情况下,由基于短基线相差测量所得到的波长测量误差可小于1mm。所提出的新方法可能是至今为止最具有工程应用价值的。

由相频函数关系所得到的信号波长解析解

在由短基线相差测向严格解给出了相移与频移之间的函数关系之后,导出了一个基于相差和辐射频率测量的信号波长解析公式。随后,通过模拟比较,采用合并等值项的方法对解析公式进行了简化。对简化解的误差分析表明,对于分米波信号,且在实测频率的测量误差大于数兆赫的情况下,由基于短基线相差测量的新方法所得到的波长测量误差可小于1mm。这可能是至今为止最具有工程应用价值的方法。