一种用于电子侦察的信号极化测量方法和装置与流程

本发明涉及电子侦察，具体而言，涉及一种用于电子侦察的信号极化测量方法和装置。

背景技术：

1、电子侦察领域中使用的传统极化测量为利用一组线极化天线接收待测天线辐射的信号，如图1所示，线极化天线分别为h极化天线(水平极化天线)和v极化天线(垂直极化天线)，两路天线的信号经接收机后分别得到与待测信号对应的幅度和相位，因为不同极化方向的待测信号在水平和垂直极化天线上的幅度及相位响应不一样，所以通过比较两路天线的幅度和相位可以测量出待测天线的极化方式。然而，这种传统的信号极化测量技术受测量原理和机械加工影响，存在测量精度有限、灵活度不够的缺陷。

2、为克服传统的信号极化测量技术存在的缺陷，提出了基于量子测量技术的电场极化方向测量方法，其中，山西大学贾锁堂教授的团队在发明专利“一种射频电场极化方向的测量装置及方法(公开号为cn106707042a)”中提出使用里德堡原子进行微波信号极化测量，具体为利用两条光谱的激发面积的对照度确定电场极化方向，其公开的极化对照度的计算公式为：

3、

4、其中，a1为拟合磁量子数mj＝5/2的stark光谱对应的激发面积，a2为磁量子数mj＝1/2的二级边带光谱对应的激发面积，每个对照度a的值对应一个确定的电场极化方向。然而在微波电场强度ps较弱或电场极化对光谱影响较弱的情况下，在eit透射光谱中难以清楚辨认mj＝5/2的stark光谱，即没有办法快速确定a1的值，从而导致无法快速实现极化对照度a计算。在电子侦察领域中，通常需要快速识别信号极化方向，以进行后续应对处理。因此，上述方法中，存在测量效率低，测量精度差，工程实现性不足的问题。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在测量效率低，测量精度差，工程实现性不足的技术问题之一。

2、为此，本发明提供了一种用于电子侦察的信号极化测量方法。

3、本发明第二方面提供了一种用于电子侦察的信号极化测量装置。

4、本发明提供了一种用于电子侦察的信号极化测量方法，包括以下步骤：

5、使用探测激光和耦合激光制备里德堡态原子，形成信号检测通道；

6、将已知信号的微波电场施加向信号检测通道，在当前偏振夹角下获取信号检测通道中激光信号在施加微波电场后的eit光谱，其中，将待测信号极化方向与信号检测通道中激光偏振方向的夹角定义为偏振夹角；

7、参照eit光谱图像获取eit光谱的全谱包络面积和主峰包络面积，并根据eit光谱的全谱包络面积和主峰包络面积计算微波电场的极化対照度；

8、改变偏振夹角，以获取多个偏振夹角下微波电场的极化対照度；

9、将由不同偏振夹角及其对应的极化对照度所组成的离散数据拟合为极化対照度曲线；

10、获取待测信号的极化対照度，并根据极化対照度曲线得出待测信号的偏振夹角，从而得到待测信号的极化方向。

11、根据本发明上述技术方案的一种用于电子侦察的信号极化测量方法，还可以具有以下附加技术特征：

12、在上述技术方案中，eit光谱的全谱包络面积为以eit共振频率位置为中心，当扫宽大于线宽时，所有分裂谱线与光谱基线所围成的绝对积分面积；以及

13、eit光谱的主峰包络面积为始终处于eit共振频率位置处的主峰与光谱基线所围成的绝对积分面积。

14、在上述技术方案中，所述极化对照度的计算方法如下：

15、

16、其中，a为极化对照度，aall为eit光谱的全谱包络面积，aeit为eit光谱的主峰包络面积。

17、在上述技术方案中，所述获取待测信号的极化対照度，并根据极化対照度曲线得出待测信号的偏振夹角，包括：

18、在与已知信号相同的测量条件下，将待测信号的微波电场施加向信号检测通道，探测信号检测通道中激光信号在施加待测微波电场后的eit光谱；

19、参照eit光谱图像获取eit光谱的全谱包络面积和主峰包络面积，并根据eit光谱的全谱包络面积和主峰包络面积计算待测信号微波电场的极化対照度；

20、获取待测信号微波电场的极化対照度在极化对照度曲线上对应的偏振夹角，并将该偏振夹角作为待测信号在当前测量维度上的瞬时极化角度值；

21、其中，所述测量维度为三维空间中的任一维度。

22、在上述技术方案中，将已知信号的微波电场施加向信号检测通道后，在三维空间中的至少两个维度获取激光信号的eit光谱，从而得到每个维度对应的极化対照度曲线；

23、根据每个维度对应的极化対照度曲线分别得出待测信号在对应维度的瞬时极化角度值。

24、在上述技术方案中，对多个维度的瞬时极化角度在三维空间内进行拟合，并根据已知的激光偏振方向，确定待测信号的极化方向。

25、在上述技术方案中，所述信号检测通道与光电探测器相连，所述光电探测器用于探测信号检测通道中激光信号的eit光谱。

26、在上述技术方案中，将由不同偏振夹角及其对应的极化对照度所组成的离散数据进行非线性高斯函数拟合，从而得到极化対照度曲线。

27、本发明提供的一种用于电子侦察的信号极化测量装置，应用于上述技术方案中所述的电子侦察的信号极化测量方法中，包括：

28、原子传感器，所述信号检测通道形成于原子传感器内；

29、光电探测器，与所述原子传感器信号连接，用于探测信号检测通道中激光信号的eit光谱。

30、在上述技术方案中，至少包括两个原子传感器，每个原子传感器用以在三维空间的一个维度下感测信号检测通道中激光信号的eit光谱对已知信号或待测信号的微波电场响应。

31、综上所述，由于采用了上述技术特征，本发明的有益效果是：

32、根据信号极化对eit光谱的形状分布的影响判断信号极化方向，可快速识别信号极化方向，识别方式便捷，识别结果准确，具有较高可靠度，适用于工程应用。

33、本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种用于电子侦察的信号极化测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于电子侦察的信号极化测量方法，其特征在于，eit光谱的全谱包络面积为以eit共振频率位置为中心，当扫宽大于线宽时，所有分裂谱线与光谱基线所围成的绝对积分面积；以及

3.根据权利要求2所述的一种用于电子侦察的信号极化测量方法，其特征在于，所述极化对照度的计算方法如下：

4.根据权利要求3所述的一种用于电子侦察的信号极化测量方法，其特征在于，所述获取待测信号的极化対照度，并根据极化対照度曲线得出待测信号的偏振夹角，包括：

5.根据权利要求4所述的一种用于电子侦察的信号极化测量方法，其特征在于，将已知信号的微波电场施加向信号检测通道后，在三维空间中的至少两个维度获取激光信号的eit光谱，从而得到每个维度对应的极化対照度曲线；

6.根据权利要求5所述的一种用于电子侦察的信号极化测量方法，其特征在于，对多个维度的瞬时极化角度在三维空间内进行拟合，并根据已知的激光偏振方向，确定待测信号的极化方向。

7.根据权利要求1所述的一种用于电子侦察的信号极化测量方法，其特征在于，所述信号检测通道与光电探测器相连，所述光电探测器用于探测信号检测通道中激光信号的eit光谱。

8.根据权利要求1所述的一种用于电子侦察的信号极化测量方法，其特征在于，将由不同偏振夹角及其对应的极化对照度所组成的离散数据进行非线性高斯函数拟合，从而得到极化対照度曲线。

9.一种用于电子侦察的信号极化测量装置，其特征在于，应用于上任权利要求1至8中任一项所述电子侦察的信号极化测量方法，包括：

10.根据权利要求9所述的一种用于电子侦察的信号极化测量装置，其特征在于，至少包括两个原子传感器，每个原子传感器用以在三维空间的一个维度下感测信号检测通道中激光信号的eit光谱对已知信号或待测信号的微波电场响应。

技术总结
本发明提供了一种用于电子侦察的信号极化测量方法和装置。方法包括：制备里德堡态原子形成信号检测通道；将已知信号施加向信号检测通道，获取激光信号的EIT光谱；参照EIT光谱图像获取EIT光谱的全谱包络面积和主峰包络面积，并计算微波电场的极化対照度；改变偏振夹角，并获取其对应的极化対照度；将由不同偏振夹角及其对应的极化对照度数据拟合为极化対照度曲线；获取待测信号的极化対照度，并根据极化対照度曲线得出待测信号的偏振夹角，从而得到待测信号的极化方向。装置包括原子传感器和光电探测器，原子传感器内形成信号检测通道，光电探测器用于探测激光信号的EIT光谱。可快速识别信号极化方向，识别方式便捷准确，适用于工程应用。

技术研发人员：蒲泳庄,顾杰,朱龙
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第二十九研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11