相位干涉仪测向算法及其在TMS320C6711上的实现

相位干涉仪测向算法及其在TMS320C6711上的实现

相位干涉仪测向算法及其在TMS320C6711上的实现
摘要：对实施被动无源测向定位的主要工具之一的相位干涉仪进行了较为详细和系统的
研究，给出了一维相位干涉仪的基本关系式，分析了五通道相位干涉仪测向定位算法及
其性能指标?熏对解相位模糊问题进行了探讨。最后，在高速浮点数字信号处理器TMS32
0C6711系统上实现了五通道相位干涉仪测向定位算法，达到了性能指标及实时实现。
    关键词：相位干涉仪 测向定位 相位模糊 定位误差 实时处理
相位干涉仪测向技术广泛应用于天文、雷达、声纳等领域。将干涉仪原理用于无线电
测向始于上世纪五十年代和六十年代，随着数字信号处理器的出现，通过数字信号处理
器来实现高精度实时测向成为可能。
本文在对一维和二维相位干涉仪进行研究的基础上给出了五通道相位干涉仪的基本关
系式，分析了测向精度，并对解相位模糊问题和信道校正问题进行了探讨。采用多基线
五元圆形天线阵列为模型，由天线阵列接收到的信号求解出五元天线阵列的互相关信号
，并由此提取测向所需的方位信息。本文以五通道相位干涉仪硬件实现为目标，采用高
速浮点数字信号处理芯片ＴＭＳ３２０Ｃ６７１１进行测向处理。

１ 相位干涉仪测向原理
１．１ 一维相位干涉仪测向原理
图１所示为一个最简单的一维双阵元干涉仪模型。图中,间隔为ｄ(ｄ称为基线)的两
根天线Ａ１和Ａ２所接收的远场辐射信号之间的相位差为：
φ＝（４πｄ／λ）ｃｏｓθ    （１）
式（１）中，λ为接收电磁波的波长。因此，只要测量出φ，就能算出辐射源的到达方
向θ：
θ＝ａｒｃｃｏｓ（φλ／４πｄ）   （２）
１．２ 测向误差的分析
在实际系统中，两根天线Ａ１和Ａ２接收的信号为：
ｘｉ（ｔ）＝ｓ（ｔ）ｅｘｐ[(－１)ｊｊ２πd/λｃｏｓθ]＋ｎｉ(ｔ),ｉ＝１,２
（３）