基于光波分复用网络的分布式多目标定位系统

对目标进行准确定位因其在雷达、电子战和无线通信等领域的广泛应用，一直以来是研究的热点。使用TOA(the Time of Arrival,到达时间)定位方法的典型分布式定位系统结构为：在探测区域内广泛分布多个发射机和接收机，发射机发射的正交信号经目标反射后，由接收机接收，将不同接收节点的数据综合处理，利用信号的延时来计算目标位置。随着电磁频谱环境的复杂化，对分布式定位系统的可重构性提出了要求。分布式目标定位系统具有阵元节点多、空间分布范围广，且各发射节点发射不同的正交波形的特点，其可重构特性的实现要求系统架构、发射波形组以及信号融合处理均能够适应系统的灵活重构。

当前基于电子技术构建分布式目标定位系统，各节点通过电缆或者无线连接，存在传输损耗大，工作带宽受限并易受电磁干扰的问题，从而限制了定位精度以及可重构性。由于难以实现宽带信号的长距离传输，需要对接收到的信号在各接收单元处进行处理，对各节点之间高精度的时间同步提出了要求，极大增加了各节点以及整个系统的复杂度。

针对该挑战，南京航空航天大学朱丹副教授等研究了基于光波分复用网络的分布式多目标定位系统（图1），引入混沌光电振荡器实现宽带正交波形产生（图2），引入基于光波分复用技术网络将分布式发射和接收单元的宽带信号传输回中心站进行信号处理，基于TOA定位方法实现对多目标的精确定位。多个光载波在中心站产生，中心站的资源可支撑复杂的高精度目标定位算法，远端发射和接收单元结构得以简化。构建了两个接收机、两个发射机的实验定位系统，实现了对两个目标的最大误差为7.09cm的二维定位，并对系统架构的可重构性进行了实验验证（图3）。

该工作已发表在《雷达学报》2019年8卷第2期“微波光子雷达”专题“基于光波分复用网络的分布式多目标定位系统”（朱丹，徐威远，陈文娟，刘江，潘时龙）。

图1 基于光波分复用网络架构的分布式多目标定位系统

图2 基于混沌光电振荡器的发射机结构图

图3 对两个目标的定位实验结果

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