干涉仪

对于干涉仪二维测向的一些要点 之前做二维DOA估计仿真的时候都没有认真的思考过方位角俯仰角的关系，对于我们特定的使用场景——导引头的实际应用的考虑不足，在做仿真的时候出了一些岔子，在这里记录一下一些思考和犯过的错误。不光是为了以后能更好的做仿真，也是提醒自己治学的态度还要更端正，不能只知其然而不知其所以然，导致出现这些白痴问题。 二维DOA估计要点 二维DOA估计首先是建模，确定阵列流形，如下图： 图中蓝色实线为信号入射方向，常规情况下我们通常将其投影到 X O Y XOY X O Y 平面上的虚线与 X X X 轴的夹角称为方位角(Azimuth)： φ \varphi φ ，将其与 Z Z Z 轴的夹角称为俯仰角(Pitching)： θ \theta θ 。通常 φ \varphi φ 和 θ \theta θ 的取值范围都是[-90°，90°]，这样就可以表示 X O Y XOY X O Y 平面上方( z > 0 z>0 z > 0 )的所有信源方位。对于雷达导引头平台通常需要规定一个弹头对准方向，一般天线布置在 X O Y XOY X O Y 平面上时， Z Z Z 轴就是前进方向，对应的方位角一般不再用 φ \varphi φ 表示，而是用 Ψ \varPsi Ψ 表示，这样需要调整的方向都与导弹的前进方向 Z Z Z 轴有关，通过不断调整使最后测向角度都趋近于0

1.引言 干涉测量中的误差包含随机误差与系统误差。通过多次测量取平均值可以减少随机误差，但是系统误差无法平均。衍射效应引起的误差，如几何误差，是系统性的，不能通过取平均的方式来减少。如果未校准，他们将留在测量中。衍射效应包括相位平滑和边缘衍射。相位平滑意味着高空间频率分量的衰减，边缘衍射是指测试表面边缘附近的衍射“纹波”[1]。 使用Talbot成像理论可以研究衍射引起的误差。 Talbot成像是任何具有周期性结构的波阵面都会出现的衍射现象。如果周期为p的相位纹波被准直光照射，那么相同的相位纹波通过以整数倍的自由空间衍射形成 Talbot效应将相位对象分解为正弦波纹。相位对象也可以使用Zernike分解来描述，这在光学测试中很常见。在第4节中，使用Zernike多项式的数值模拟研究了衍射引起的误差。 L Ll W '= W 2 p ÷ = W cos 2 p ÷ . z T 2 è è p 相位纹波的衰减取决于物体的传播距离和空间频率。更小的p（高空间频率）导致幅度更大的衰减，我们称这种现象为相位平滑。 对准直照明评估Talbot距离zT。对于球形照明，周期性物体的复制将被放大，而不会在Talbot距离的整数倍处出现。将球形照明转换成等效准直照明是很方便的，然后使用公式（1）计算一定空间频率的相位平滑。除了在有效传播距离Le处出现衍射图案之外

1. 需要一个差频量的原因：这个差频量可以将幅度测量转化为相位测量。具体方法为通过微小差别，得到以差频为频率的扫频信号，当有其他影响相位的东西（机械振动、相应频率的等离子体等）加入到光路中后，对光程的影响将在相位上反映出来。差频给两列波带来了一个微小的扫频量，干涉图样不再一成不变，而是根据此差频进行扫频。 reference: 1. 可汗学院，杨氏双缝： https://tr.khanacademy.org/science/physics/light-waves/interference-of-light-waves/v/youngs-double-split-part-1 激光通过与其波长相近的两个相邻小孔，发生衍射，衍射波之间发生干涉，形成干涉图样（interference pattern）. 简单而言，两列波相差整波长则为加强点，半波长整数倍则为削弱点。图样稳定的意思是加强/减弱的点的位置固定，而非一成不变(人眼对于明暗条纹的分辨，是一个平均功率量)。 来源： https://www.cnblogs.com/yyaodesy/p/11711328.html