相位干涉仪测向算法与长基线系统研究

"本文主要研究干涉仪测向系统中天线阵元的布阵方式和其对应测向算法及其系统性能分析。重点在于克服测向系统的测向模糊性和提高测向精度。" 在无线通信和雷达系统中，准确测定信号的来波方向（Angle of Arrival, AoA）是一项重要的技术。干涉仪测向技术是一种有效的AoA测量方法，它利用多个天线之间的相位差信息来确定信号源的位置。本文主要探讨了基于相位干涉仪的测向系统，特别是在使用MATLAB进行非线性控制系统分析的背景下。 首先，干涉仪测向的基本原理基于相位差测量。当一个信号到达两个或更多的天线时，由于传播路径的不同，每个天线接收到的信号会有相位差。这个相位差与信号源到各天线的距离差成正比，可以转换为来波方向的信息。文章提到，理想的测向标准是让来波方向与基线法线呈小角度入射，这样可以获得更高的测向精度。基线是指天线阵列中两个天线之间的距离，较长的基线可以提高测向分辨率，但同时也可能导致测向模糊性。 传统的相位干涉仪测向系统通常结合长基线和短基线，以解决长基线的模糊问题。短基线提供信号的唯一性，而长基线则提供精确的相位信息。通过特定的算法，可以从短基线的测量值中解出长基线的模糊相位，从而确定来波方向。 长基线测向系统则采用更长的基线来进一步提升测向精度，尤其是在二维空间中。这种系统可以利用足够长的基线来覆盖多值入射区域，减少由于基线长度限制带来的测向误差。文章提出了最小二乘测向算法，这是一种利用所有相位测量信息的方法，可以避免半空间内的方向出现显著的测向误差，保证了测向的精确度。 在实际应用中，文章通过MATLAB仿真分析了不同天线阵列布局（如L型天线阵、等长四基线和等长五基线）对测向效果的影响。这些仿真结果为实际工程中的干涉仪测向系统设计提供了理论支持和实验依据。 该硕士学位论文深入研究了干涉仪测向的理论、算法和系统性能，并提出了解决测向模糊性和提高测向精度的具体策略，对于理解并优化干涉仪测向系统具有重要价值。通过MATLAB的模拟分析，作者展示了如何在实际操作中实现这些理论概念，为实际工程应用提供了有力工具。