Исследование влияния фазовых флуктуаций на потери когерентности в распределительном радиофотонном тракте TDM-MIMO РЛС [A Study of Coherence Loss Caused by Phase Fluctuations in the Distributed Microwave Photonic Path of a TDM-MIMO Radar]

Abstract

Рассмотрена проблема обеспечения фазовой когерентности в распределительном радиофотонном тракте TDM-MIMO РЛС при воздействии температурных и вибрационных флуктуаций. Разработана математическая модель дифференциальных фазовых ошибок, учитывающая пространственную неоднородность возмущений и разбиение волоконно-оптической линии на сегменты с постоянными СКО флуктуаций внешней среды. Получены аналитические выражения для дисперсии разности фаз между распределительными волоконно-оптическими линиями и потерь отношения сигнал/шум при синтезе виртуальной апертуры; введены критерии потерь 1 и 3 дБ. Проведена верификация модели методом статистического моделирования Монте-Карло, выполнено численное моделирование при частоте несущей 30 ГГц для равномерного, трехсегментного и косинусного профилей распределения. Исследовано раздельное и совместное влияние температуры и вибрации для стандартного и фазостабильного оптоволокна. Показано, что доминирующим фактором выступают температурные флуктуации, а применение фазостабильного волокна на наиболее возмущенных участках позволяет увеличить допустимую протяженность линии в 8—10 раз. Предложены практические реко-мендации по приоритетности термостатирования и сегментированному использованию типов волокон, сформулированы возможные направления исследования и перспективы развития фазостабильных радиофотонных систем.