基于幅相误差阵列的远近场混合信号超分辨测向方法

发布时间：2021-06-18 20:39

　　大多数的超分辨测向方法都需要掌握准确的阵列流型,然而在实际应用当中,各阵元通道对信号的幅度增益和延时往往不一致,使得真正的阵列流型和它的理论模型之间存在一定的误差,最终造成测向性能的下降.针对这个问题,论文提出了一种基于幅相误差阵列的远近场混合信号超分辨测向估计方法.首先对信号的空间谱函数进行变换判断出远场信号方向,接着根据远场信号子空间和噪声子空间的正交性估计出阵列误差并对数据进行校正,在此基础上通过矩阵分解判断出近场信号方向,同时还能够实现近场信号的定位.所提方法直接对信号空间谱函数分母的多项式求根得出信号方向和近场信号距离,回避了谱峰搜索的过程,在保证一定精度的前提下大大提高了计算速度. 

【文章来源】：电波科学学报. 2017,32(02)北大核心CSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

图１阵列信号模型

率均为０．２ＧＨｚ，阵元间距等于信号波长的一半，近场信号与原点的距离分别为６ｍ、９ｍ和１２ｍ．阵列幅度和相位误差分别在［０，２］和［－３０°，３０°］之间随机选取，进行２００次Ｍｏｎｔｅ－ｃａｒｌｏ试验观察结果．其中θΔ＝０．１°，ｄΔ＝０．００５ｍ．４．１到达方向估计测向误差定义为∑Ｋｘｋ＝１｜θｋ－＾θｋ｜，Ｋｘ为远场信号或近场信号个数，假设采样快拍数为１５０，信噪比从０ｄＢ变化到２０ｄＢ，图２和图３分别给出了几种方法对远场和近场信号的估计误差随信噪比的变化；再假设信噪比为１０ｄＢ，图４和图５分别给出了几种方法对远场和近场信号的估计误差随快拍数的变化．从图２至图５可以看出：几种方法的精度都随信噪比或快拍数的增加而提高，最后达到收敛，ＦＧＰ方法最后可以较准确地估计出远场信号方向；ＣＭ方法最后可以准确估计出远近场混合信号的方向．当信噪比较低或快拍数较少时，相对来说论文提出的ＣＭ方法要好于ＦＧＰ方法，这是由于ＦＧＰ方法图２远场信号估计误差随信噪比的变化图３近场信号估计误差随信噪比的变化图４远场信号估计误差随快拍数的变化２３２电波科学学报第３２卷

．２ＧＨｚ，阵元间距等于信号波长的一半，近场信号与原点的距离分别为６ｍ、９ｍ和１２ｍ．阵列幅度和相位误差分别在［０，２］和［－３０°，３０°］之间随机选取，进行２００次Ｍｏｎｔｅ－ｃａｒｌｏ试验观察结果．其中θΔ＝０．１°，ｄΔ＝０．００５ｍ．４．１到达方向估计测向误差定义为∑Ｋｘｋ＝１｜θｋ－＾θｋ｜，Ｋｘ为远场信号或近场信号个数，假设采样快拍数为１５０，信噪比从０ｄＢ变化到２０ｄＢ，图２和图３分别给出了几种方法对远场和近场信号的估计误差随信噪比的变化；再假设信噪比为１０ｄＢ，图４和图５分别给出了几种方法对远场和近场信号的估计误差随快拍数的变化．从图２至图５可以看出：几种方法的精度都随信噪比或快拍数的增加而提高，最后达到收敛，ＦＧＰ方法最后可以较准确地估计出远场信号方向；ＣＭ方法最后可以准确估计出远近场混合信号的方向．当信噪比较低或快拍数较少时，相对来说论文提出的ＣＭ方法要好于ＦＧＰ方法，这是由于ＦＧＰ方法图２远场信号估计误差随信噪比的变化图３近场信号估计误差随信噪比的变化图４远场信号估计误差随快拍数的变化２３２电波科学学报第３２卷

【参考文献】：
期刊论文
[1]自干扰幅度及相位误差对全双工系统的影响[J]. 何昭君,沈莹,邵士海,卿朝进,唐友喜.  电波科学学报. 2014(05)
[2]高频地波雷达交叉环/单极子天线幅度相位校准[J]. 周浩,张志昊,陈操,文必洋.  电波科学学报. 2014(05)



本文编号：3237347