相位干涉仪测向模糊与误差统计分析

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物理实验迈克尔逊干涉仪实验误差分析及结果讨论

物理实验迈克尔逊干涉仪实验误差分析及结果讨论在迈克尔逊干涉仪实验中，我们常常会遇到各种误差。

这些误差像是潜伏在黑暗中的鬼魂，时不时就冒出来捣乱。

干涉仪的工作原理其实很简单，光通过分束器后分成两束，经过不同的路径后再重合，形成干涉条纹。

看似简单，实则复杂，误差也不容小觑。

1.1 实验装置的选择是第一步。

不同的光源会影响实验结果。

比如，激光光源比普通灯泡要稳定得多。

稳定的光源能减少波动，提升干涉效果。

可若选择了不适合的光源，结果就可能大打折扣。

光波的波长、相干性，都是我们必须考虑的因素。

1.2 再说说环境因素。

实验室的温度、湿度、空气流动，甚至是地面的震动，都可能对干涉条纹产生影响。

想象一下，如果环境不稳定，干涉条纹会变得模糊不清，结果自然不靠谱。

想要得到准确的结果，就必须让实验室达到理想状态。

有人说，细节决定成败，真是一点没错。

2.1 量测误差也是个大问题。

使用尺子量距离时，人的误差、设备的精度，都会导致结果偏差。

每一次测量，都会带来一些“误差”。

这些误差如果不加以控制，最后的结果就会像一团乱麻，让人无从下手。

2.2 此外，光的干涉效果本身也受限于实验设置。

比如，分束器的角度和位置，如果微微偏差，就可能导致干涉条纹出现不均匀的现象。

精确调节这些参数，是确保实验成功的关键。

万事开头难，但只要抓住了要点，就能事半功倍。

2.3 不要忽视数据记录的重要性。

实验过程中，每一个数据都可能是宝贵的线索。

及时记录，认真分析，这样才能找到问题的根源。

光是观察条纹变化，不够深入。

我们要深入挖掘，找到影响结果的每一个细节。

3.1 在讨论实验结果时，数据分析至关重要。

通过图表，我们能直观地看到误差的趋势，明确哪些因素影响最大。

这种方法不仅简洁明了，还能让我们更清楚地理解实验的最终结果。

数据不撒谎，但我们需要理解它的语言。

3.2 当然，不同实验之间的对比也是很有意义的。

通过对比，我们可以发现各自的优缺点，提升未来实验的设计。

高概率宽带相位干涉仪测向解模糊算法

间角度关系进行每级基线无模糊相位差的获取，得到最长基线的无模糊相位误差，可以计算出目标的投射方位，此算法通常称为逐级解模糊干涉
ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ，ａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｏｆＴｏｔａｌ —Ｂａｓｅｌｉｎｅ —Ｍｉｎ－ＲＭＳＥｉｎｗｅｉｇｈｔｅｄｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｓｐａｃｅｉｓ
ＪｌＡＣｈａｏ — ｗｅｎ，ＺＨＡＮＧＸｕｅ — ｓｈｕａｉ．ＬＩＹａｎ — ｆｅｉ（ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００３６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｄｅ — ｂａｎｄｐｈａｓｅｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒｉｓａｄｏｐｔｅｄｂｙｔｈｅｎｅｗｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｆｉｇｈｔｉｎｇａｉｒｃｒａｆｔｆｏｒｈｉｇｈ — ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｄｉｒｅｃｔｉｏｎｉｎｆｄｉｎｇ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｎｏｒｍａｌｓｏｌｖｉｎｇａｍｂｉｇｕｉｔｙｌｇａｏｒｉｔｈｍｏｆｐｈａｓｅ

物理实验迈克尔逊干涉仪实验误差分析及结果讨论

实验总结：1．在实际测量中，出现了一下情况：随测量次数的增多，圆心位置发生了变化，这种现象是与理论相悖的，原因是由于M1与M2’未达到完全平行或调整仪器时未调整好，而且圆心偏移速度越快越说明M1与M2’平行度越差。

2．在测量完第一组数据后，反向旋转时会在旋转相当多圈后才会出现中心圆环的由吞吐变吐，这个转变不是立即就完成的，这是因为仪器右侧的旋钮为微调旋钮，使用它对干涉仪的性质改变影响较小，故有吞变吐需要旋转相当一段时间，此时应旋转中部大旋钮，再使用微调，但不要忘记刻度盘调零。

3．两组数据所测得的结果相差较大，这可能是由于测量过程的误差或操作失误所引起的，应尽量避免。

4．实验中还观察到许多现象，如M1上出现很多光斑，其中有亮有暗，同心圆的粗细和疏密变化等等。

但由于理论知识的缺乏，我们尚无法给出上述问题的完美解释，需要我们进一步的学习与探索。

一进行分析讨论。

从数据表格可以看到，在误差允许范围内，测量波长与理论波长一致，验证了这种测试方法的可行性。

误差分析：①实验中空程没能完全消除；②实验对每一百条条纹的开始计数点和计数结束点的判定存在误差；③实验中读数时存在随机误差；④实验器材受环境中的振动等因素的干扰产生偏差。

3)实验结果：经分析，当顺时针转动旋钮时，“吐”出圆环，此时测得一波长，当逆时针转动旋钮时，“吞”出圆环，此时亦测得一波长。

将二者取平均值得测得光的波长：，P=0.95。

5.一个迈克尔逊实验，不但让我领悟到迈克尔逊设计干涉仪的巧妙和智慧，也更让我知道了做实验要有耐心和恒心，哪怕实验再麻烦，也必须坚持不懈，注重细节，这样才能真正地把实验做2.1、为什么白光干涉不易观察到？答：两光束能产生干涉现象除满足同频、同向、相位差恒定三个条件外，其光程差还必须小于其相干长度。

而白光的相干长度只有微米量级，所以只能在零光程附近才能观察到白光干涉。

2.3、讨论干涉条纹吐出或吞入时的光程差变化情况。

答：吞入时，光程差变小。

迈克尔逊干涉仪实验实验误差及总结

迈克尔逊干涉仪实验实验误差及总结1. 引言迈克尔逊干涉仪，听起来像是个高大上的东西，其实就是用来测量光的干涉现象的一个仪器。

简单来说，它能帮我们观察到光波是如何互相干扰的，像一场光的“舞会”。

不过，光的舞姿并不是总那么完美，实验中常常会有一些小插曲和误差。

今天咱们就来聊聊这个干涉仪实验中的误差和总结，顺便顺便放松一下，别担心，不会让你觉得像上课一样枯燥。

2. 实验设置2.1 仪器组成首先，得说说这台干涉仪的组成。

迈克尔逊干涉仪主要由一个光源、分束器、反射镜和干涉图样接收器构成。

想象一下，光源就像是舞台上的灯光，分束器是个调皮的小家伙，把光分成两束，让它们各自舞动，然后又在接收器上重聚，形成美丽的干涉条纹。

就像两位舞者在舞台汇合，碰撞出火花。

2.2 实验过程在实验过程中，首先要确保所有的设备都摆放得当，光源要稳定，镜子也得清洁得不能再清洁。

光一旦出发，就像小孩子放飞了风筝，不能有丝毫的干扰。

不过，实际操作中，各种因素都可能影响到实验结果，比如振动、温度变化、甚至是空气的流动，都可能让这些光束的舞蹈变得有些失控。

3. 实验误差分析3.1 误差来源咱们说到误差，首先要明白，误差可不是小事。

它可以来自多个方面。

首先，环境的影响，比如温度、湿度，这些就像是天气变化让舞者不知所措，容易导致光速的微小变化。

另外，镜子的平整度、光源的稳定性、以及分束器的质量等，都是影响干涉条纹清晰度的“幕后黑手”。

想象一下，如果镜子不是完全平整，那干涉图样就会模糊，甚至完全消失，就像舞台上的灯光突然熄灭，观众们都懵了。

3.2 误差的修正不过，别担心，聪明的科学家们总是能找到办法来修正这些误差。

首先，可以通过改进仪器的设计来减少外部干扰，比如在实验室里安装防振设备，或者使用更稳定的光源。

此外，使用更精密的仪器，比如高品质的反射镜和分束器，也能大大提高实验的准确性。

还有，记得定期校准设备，就像给舞者调音，让他们在舞台上更加协调。

4. 总结最后，迈克尔逊干涉仪的实验其实就像是一场光的舞会，虽然过程中可能会出现各种误差，但只要咱们认真对待，努力去修正，就能让这场舞会变得更加精彩。

基于相位干涉仪测向的定位模糊区计算

( 上接第 140页 )
( 1) 计算测量数据的概率分布, 与假定的一组
分布进行比较, 确定匹配最好的分布; ( 2) 采用最大期望算法对参数 K进行估计。
但以上两种方法比较耗时, 不适于工程应用, 后来又出现易于实时估计的参数估计方法 [ 5] 。
方法 l 接收信号为: g ( t) = V + v( t )
摘要采用相位干涉仪测向原理的雷达对抗侦察设备, 对辐射源进行无源定位时, 定位模糊区的计算方法、过程及结果。计算过程中对一些参数进行了简化和忽略, 只计算单基线的相位干涉仪的定位模糊区, 得出获得最小定位模糊区时的测向角度。
关键词交叉定位; 定位模糊区; 相位干涉仪中图分类号 TN 974
Abstrac t anoma lous p ropaga tion may be appeared,
w hile rada r e lectrom agne tic wave propagat ing in the a t
m osphere. Especia lly w hen the re is a tm ospher ic duct in
4 结束语
本文对单基线相位干涉仪的定位模糊区的计算方法进行了阐述, 给出了计算过程、结果和定位
模糊区面积相对值的关系曲线, 并且做了比较, 得出了获得最小定位模糊区的测向角度。我们在计算时, 仍然对一些变量进行了忽略。可以进一步地精确计算, 以得到更加准确的数值。
参考文献
[ 1] 林象平. 雷达对抗原理 [ M ]. 西安: 西北电讯工程学院出版社, 1985
by W ang J iangang
Abstrac t The ca lcu la tion m ethod, process, and re su lt

用一维集算法解相位干涉仪测角模糊

用一维集算法解相位干涉仪测角模糊作者：王鹏飞来源：《电子技术与软件工程》2017年第04期摘要针对相位干涉仪测角模糊问题，传统的长短基线解模糊方法存在着局限性。

本文用一维集算法解角度模糊，结合典型工作条件开展仿真计算。

结果表明，可有效解出测角模糊，并对基线长度没有特殊要求，算法简单，对于工程应用具有较高的价值。

【关键词】一维集算法相位干涉仪角度模糊解模糊相位干涉仪在宽带超宽带的系统应用中具有测向精度高的优点，在侦察和被动雷达领域得到了广泛应用。

干涉仪的原理是利用天线所接收的回波信号之间的相位差来进行测角，相位差的准确与否直接关系着测角的精度。

但由于鉴相器只能测量2π范围内的相位值，在相位干涉仪测向系统的工程实现中经常会遇到相位模糊问题，即鉴相器输出的相位差往往与实际的天线之间的相位相差2π的整数倍，所以仅从鉴相器获得的相位差是一个存在模糊的不准确信息，这样就导致了测角模糊。

因此，解模糊技术就成为了相位干涉仪测向系统工程应用中所需解决的关键问题。

传统干涉仪解模糊的方法是合理配置长短基线，利用长基线干涉仪保证测角精度，短基线干涉仪扩大单值测角视场。

为了进行解模糊，要求两个基线长度要满足互质关系，如果当相位误差较大且模糊值较多时，无法正确解模糊。

另外，随着信号频率的提高，要求的最短基线长度也越短。

受到天线尺寸和测角精度的限制，传统的方法已无法满足信号测角解模糊的需要。

本文将雷达系统解距离模糊的一维集算法引入干涉仪测角系统，提出了一种解角度模糊的新算法，并通过仿真验证了所提出算法的有效性。

1 一维集算法原理一维集算法的实质是用穷举法解同余方程组，计算时不需要对最大无模糊角度区间和模糊角度测量值进行量化，最早应用于解距离模糊，经过改进后可以解角度模糊。

一般地，假设雷达的频率是f，光速用c表示，所选择的基线1长度为d1，基线2长度为d2，P1为基线1对应的最大无模糊角度，P2为基线2对应的最大无模糊角度，M1为基线1对应的模糊角度测量值，M2为基线2对应的模糊角度测量值，T1j为基线1所有可能的角度测量值，T2j为基线2所有可能的角度测量值，MAX为目标雷达最大可能的方向角，MIN为目标雷达最小可能的方向角。

干涉式测向方法的误差的产生分析及消除

⼲涉式测向⽅法的误差的产⽣分析及消除2019-04-26摘要：⼲涉式测向⽅法简介，从测向原理、造成误差的原因多⽅⾯进⾏了深⼊剖析，对于⼲涉式测向产⽣的误差问题，采⽤天线转换连接、增加校正参数的⽅法，验证后获得较好的结果，能够在⼯程实现上解决测向存在的误差。

关键词：⼲涉式测向；伪距测量；基线测量；误差消除⼲涉式测向作为⼀种精确的⽆线电测向⽅法，⼴泛应⽤在军事、科研领域。

利⽤统⼀发射源发射信号，到接收终端统⼀天线阵中两根接收天线的时间差，和这两根天线之间的间距，通过三⾓公式求解，进⽽得到相对⾓，实现相对定位。

1 ⼲涉式测向原理⼲涉式测向原理图如图1所⽰，设两天线的间距为d，以天线连线⽅向为⽅位基准。

当被测⽬标发射源远离测向系统时（天线R0远⼤于d），及发射源到两个测向天线传播⽅向近似于平⾏，两个测向天线接收的⽬标回波路径差ΔR与⽅向⾓θ、基线长度d的关系为ΔR=R2—R1=d sin θ（1）sin θ=■θ=arcsin■式中：ΔR—⽬标回波分别到达两天线的距离差；R2—⽬标到测向天线2的距离；R1—⽬标到测向天线1的距离。

则θ值可以得出，θ即为两根测向天线连线垂线与⽬标点之间夹⾓。

⼲涉式测向原理是依靠测量⽬标到两测向天线的路径差ΔR，达到测量⽬标⽅向⾓的⽬的。

2 ⼲涉式测向的误差分析⼲涉式测向根据原理分析可能引起测向误差的原因有如下⼏点：（1）伪距测量误差⼲涉式测向的根本在于准确测量⽬标点到两根测向天线的路径差ΔR，及准确测量两根天线接收到的⽬标点发射信号的时间差Δt，根据下式：ΔR=cΔt（c为⽆线电波在空⽓中的传播速度，近似为3×105 km/s）；在接收机中以测向天线1所接收到的信号时刻t1计算，接收机时钟在t时刻产⽣⼀个相同的编码测距信号，这个复现的码在时间上移动，⼀直到与测向天线2收到的测距码产⽣相关为⽌，则两根测向天线接收到的测距码和接收机产⽣的复现码相关过程的时间差即为Δt。

某干涉仪测向系统的测向精度影响因素及相位校准研究

www�ele169�com | 53电子测量0 引言电子战是确保己方使用电磁频谱、同时阻止敌方使用电磁频谱。

电子战最基本的任务之一是提供作战威胁态势情报。

电子对抗侦察本质上就是用于探测、识别并定位威胁源。

而无线电测向是实现威胁源定位的前提条件。

通过截获无线电信号，进而确定辐射源所在方向的过程，称为无线电测向。

测向是电子对抗侦察的重要任务，它可以为辐射源的分选和识别提供可靠的依据，为电子干扰和摧毁攻击提供引导，为作战人员提供威胁告警，为辐射源定位提供参数。

干涉仪测向误差与天线的测向系统的干涉仪基线长度选择、射频通道的相位一致性、测频精度等密切相关。

某电子侦察系统，采用5路干涉仪测向体制。

本文从干涉仪测向的基本原理分析影响干涉仪测向精度的影响因素，而后通过设计校准系统，通过通道校准，减少了多通道的相位误差，增加了干涉仪测向系统稳定性。

1 干涉仪测向基本原理及误差分析■1.1 单基线干涉仪测向原理干涉仪测向是通过测量位于不同波前的天线接收信号的相位差，通过转换处理得到辐射源的方位。

一般情况下，测向设备只需得到来波的方位角就够了，一维线阵干涉仪天线就可以实现。

但是在对空中目标、短波天波信号等测向的场景下，测向设备要求具备对入射波的方位角和俯仰角同时测向的能力，需要二维干涉仪天线阵测向（即所有的测向天线阵元都在一个平面内）。

二维阵的测向误差可以由一维线阵类比。

最基本的单基线干涉仪测向由两个天线通道组成,如图1所示,两个天线之间的物理距离d 称为干涉仪基线。

假设辐射源距离天线足够远，满足天线的远场条件。

辐射源与天线的法向方向夹角为θ，辐射源电磁波到达两个天线的时间就有先有后，存在相位差。

它到达两个天线的相位差为：2sin d πφθλ=(1)式中，λ为信号波长，d 为干涉仪天线基线，即两天线的物理距离。

如果两个接收机信道的响应完全一致，两个信道输出信号的相位差仍为φ，再通过鉴相器输出的相位差信息：cos sin Uc Us ϕϕ=Κ=Κ (2) 1tan Us Uc φ−= (3)K 为系统增益。

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ｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｎｒｅｄｕｃｉｎｇｍｉｓｊｕｄｇｍｅｎｔｒａｔｅａｎｄｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄｆｏｒａｎａｌｙｚｉｎｇｄｉｒｅｃｔｉｏｎｆｉｎｄｉｎｇｅｒｒｏｒ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓａｔｅｌｌｉｔｅ；ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｆｉｎｄｉｎｇ；ｐｈａｓｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ；ａｍｂｉｇｕｉｔｙ
０引言
由于卫星平台限制和噪声影响，测向系统存在相位差模糊、测向模糊（多个方向无法唯一选择）和错误解模糊（错误选择了一个方向）问题 ¨ 。干涉仪测相位差测向体制普遍应用于低轨无源测向系统，是一种重要的测向体制。当前关于相位差干涉仪解模糊的研究主要集中于解由于逆三角函数多解性导致的长基线干涉仪测向模糊问题。例如，文献介绍了长短基线法和有模糊的分数阶基线比解模糊法，文献介绍了虚拟基线解模糊法，文献提出了立体基线法，文献提出一种正交长基线匹配解测向模糊的方法，并建立了该方法正确解
收稿日期：２０１７—１２－２５修订日期：２０１８－０２４）１基金项目：国家自然科学基金（６１４７１３０９）
２０１８年第１期
陆安南等：相位干涉仪测向模糊与误差统计分析
４３
一甚【）瓣暮
５对应真实４３２辐射Ｏ源位置，否则存在该显著性水平下无
ＳｔａｔｉｓｔｉｃａｌＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＡｍｂｉｇｕｉｔｙａｎｄＥｒｒｏｒｆｏｒＥｍｉｔｔｅｒＤｉｒｅｃｔｉｏｎＦｉｎｄｉｎｇＢａｓｅｄｏｎＰｈａｓｅＩｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ
ＬＵＡｎ－ｎａｎ．ＹＯＵＭｉｎｇ—ｙｉ（Ｎｏ．３６ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｐｏｒａｔｉｏｎ，ＪｉａｘｉｎｇＺｈｅｊｉａｎｇ３１４０３３，Ｃｈｉｎａ）
１测向解模糊显著性判断
法分辨的测向模糊，则此
多基线干涉仪测向方法具有一定的解模糊能
设测向系统对方位为（０，）的辐射源进行了测
测向模糊的概率模型。某些情况下，采信错误解测向模糊的结果带来
的损失远较放弃正确解测向模糊结果的损失大，但是关于判断解测向模糊是否正确方面的研究尚未见报道。本文就多基线干涉仪测向方法，研究其是否正确解测向模糊的判别问题，提出基于相位差拟合误差均值与方差假设检验的测向无模糊判断方法。该判断方法的显著性水平（对应于误判风险）可根据具体应用需求优化选择。此外，根据实际应用需求，开展正确解模糊后的测向误差分析，提出了真实辐射源方向落入方向锥角范围的概率估计的方法。仿真试验验证了本文提出的正确解模糊判别方法的有效性与误差分析方法的正确性。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｏｆｒｅｓｏｌｖｉｎｇａｍｂｉｇｕｉｔｙｆｏｒｅｍｉｔｔｅｒｄｉｒｅｃｔｉｏｎｆｉｎｄｉｎｇｂａｓｅｄｏｎｍｕｌｔｉ— ｂａｓｅｌｉｎｅｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ，ｕｓｉｎｇｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓｔｅｓｔｉｎｇｏｆｍｅａｎａｎｄｖａｒｉａｎｃｅｏｆｔｈｅｆｉｔｔｉｎｇｅｒｒｏｒｓｏｆｐｈａｓｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｆｉｎｄｉｎｇｅｒｒｏｒｉｓｆｕｒｔｈｅｒａｎａｌｙｚｅｄｐｒｏｖｉｄｅｄｔｈｅａｍｂｉｇｕｉｔｙｉｓｃｏｒｒｅｃｔｌｙｒｅｓｏｌｖｅｄ．Ｔｈｅｅｘｔｅｎｓｉｖｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｖｅｒｉｆｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｍｂｉｇｕｉｔｙｒｅｓｏｌｕ—
（中国电子科技集团公司第三十六研究所，浙江嘉兴３１４０３３）
摘要：针对多基线干涉仪测向系统是否正确解测向模糊的判别问题，提出一种基于相位差拟合误差均值与方差假设检验的统计判断方法，进一步给出了正确解模糊后的测向误差分析，并仿真试验验证了解模糊方法减低误判比例的有效性与误差分析方法的正确性。关键词：卫星；测向；相位差；模糊中图分类号：ＴＮ９１１．７文献标识码：Ａ文章编号：１６７３－５６９２（２０１８）０１－０４２－０５
第１期２０１８年２月
中橱谚；舛譬研宪瞎Ｊ譬租
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣＡＥＩＴ
Ｖｏ１．１３Ｎｏ．１Ｆｅｂ．２０１８
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－５６９２．２０１８．０１．００８
相位干涉仪测向模糊与误差统计分析
陆安南，尤明懿