陣列天線互耦校正與解相干DOA估計(jì)研究.pdf

1、波達(dá)方向(DirectionofArrival，DOA)估計(jì)技術(shù)可提取和利用接收信號(hào)中的有用信息對(duì)接收信號(hào)的入射方向角進(jìn)行參數(shù)估計(jì)。本文主要對(duì)陣列天線DOA估計(jì)中的互耦校正和相干信號(hào)DOA估計(jì)兩個(gè)核心問題進(jìn)行了研究，對(duì)所提出算法的有效性進(jìn)行了仿真分析。
　　(1)提出了一種互耦自校正算法(Self-calibrationAlgorithmforL-shapedarray,SAL)，實(shí)現(xiàn)了L型陣列天線的互耦自校正和來(lái)波信號(hào)二維DOA

2、估計(jì)。其使用了計(jì)算量更小的級(jí)聯(lián)估計(jì)，可提升低信噪比下陣列天線的DOA估計(jì)效果。本算法在L型陣列天線的基礎(chǔ)上將坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)置為虛擬參考陣元，進(jìn)而在該陣列結(jié)構(gòu)下推導(dǎo)了新形式的去耦重構(gòu)矩陣，并利用所獲得的新的重構(gòu)矩陣構(gòu)建MUSIC譜峰搜索表達(dá)式，實(shí)現(xiàn)了二維DOA估計(jì)和互耦系數(shù)的估計(jì)。仿真結(jié)果表明，在快拍數(shù)為100，兩次迭代后，信噪比(SignaltoNoiseRatio，SNR)低于10dB時(shí)，本文算法的DOA估計(jì)精度平均提高了18.13％，互

3、耦系數(shù)校正精度提高了24.15％;在信噪比為0dB，兩次迭代后，快拍數(shù)低于400時(shí)，本文算法的DOA估計(jì)精度平均提高了0.32％，互耦系數(shù)校正精度提高了21.35％。
　　(2)提出了一種改進(jìn)的空間差分算法，實(shí)現(xiàn)了均勻陣列天線對(duì)相干和不相關(guān)混合信號(hào)的DOA估計(jì)。其具有更好的抗色噪聲性性能，最大可檢測(cè)信號(hào)數(shù)可以超過陣元數(shù)。本算法將陣列天線分為多個(gè)子陣列，由相鄰子陣列所構(gòu)造協(xié)方差矩陣可用于相干信號(hào)的DOA估計(jì)，而不相關(guān)信號(hào)的DOA估計(jì)

4、則是由傳統(tǒng)的MUSIC算法完成。由于陣列中的色噪聲具有相關(guān)性，故本算法能夠很好地消除色噪聲對(duì)DOA估計(jì)精度的影響。本算法還推導(dǎo)了最大可檢測(cè)信號(hào)數(shù)與陣元個(gè)數(shù)、子陣列個(gè)數(shù)的數(shù)學(xué)關(guān)系表達(dá)式，對(duì)DOA估計(jì)精度與子陣列個(gè)數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行了討論。仿真分析表明，本算法在低信噪比色噪聲環(huán)境下具有更小的估計(jì)誤差，可識(shí)別的最大信號(hào)數(shù)在一定范圍內(nèi)可超過均勻線陣的陣元個(gè)數(shù)，DOA估計(jì)精度隨子陣列數(shù)的增加可得到改善，但是最大可檢測(cè)信號(hào)數(shù)與估計(jì)精度之間存在一種平衡