РАДИОФОТОННЫЙ МОДУЛЬ ИЗМЕРЕНИЙ УГЛА ПРИХОДА НА ОСНОВЕ ДВУХКАНАЛЬНОЙ ПОЛЯРИЗАЦИОННОЙ ТАНДЕМНОЙ АМПЛИТУДНО-ФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИИ И ЕГО МОДЕРНИЗАЦИЯ

Аннотация

В статье предлагается радиофотонный модуль измерений угла прихода (УП) эхо-сигналов в системах телекоммуникации и связи, интегрированных с системами сенсорики и радиолокации, который позволяет удобно и точно получать информацию путем сравнения фазы огибающих биений сигналов двух каналов, разделенных по поляризации, и преобразования их разности в мощность. В модуле используются два параллельных тандемных амплитудно-фазовых модулятора (ТАФМ), реализованных на последовательно соединенных амплитудном и фазовом модуляторах Маха-Цендера, для получения двухчастотных сигналов с подавленной несущей и разностной частотой, равной микроволновой частоте сигналов отражения (активный режим) или определения местоположения (пассивный режим) с соседних элементов линейной антенной решетки. В первой части статьи приведен сравнительный анализ существующих радиофотонных методов и средств измерения УП, и описан принцип действия предложенного модуля, оценочно показаны его преимущества и недостатки. Целевые характеристики, предполагаемые к достижению, заключаются в измерении УП в диапазоне от 0 до π/2 с погрешностью менее ±1,7 мрад при идеальном вычислительном и лабораторном эксперименте по классическим методикам преобразования фазы в мощность. Применение новой методики преобразования фазы, основанной на постоянной фазе коммутации опорного и измерительного сигналов, позволили предложить применение нейронной сети для измерения УП. Результаты применения нейронной сети позволили уменьшить погрешность измерения фазы отраженного сигнала до ±1,25 мрад, практически во всем диапазоне измерений. Во второй части статьи рассматривается модернизация модуля с переходом к реализации ТАФМ на базе одного амплитудного модулятора в каждом канале. Полученные характеристики ненамного хуже, представленных в первой части при расширенном диапазоне однозначного определения угла прихода от -π/2 до π/2 с погрешностью менее ±3,5 мрад при идеальном вычислительном и лабораторном эксперименте, что позволяет говорить об эффективности упрощения и удешевления системы в целом.