用于矢量傳感器陣列的高分辨參數(shù)估計算法.pdf

1、迄今為止,基于標量傳感器陣列的參數(shù)估計方法已經(jīng)有相當長的研究歷史,傳統(tǒng)陣列的參數(shù)估計方法也趨于成熟。傳統(tǒng)的參數(shù)估計方法有很多,其中最經(jīng)典的兩種方法莫過于MUSIC(信號多重分類算法)和ESPRIT(旋轉不變子空間算法)。傳統(tǒng)的標量傳感器無法獲得電磁波的全部信息,造成五個場分量信息全部浪費。標量傳感器陣列對信號參數(shù)估計可利用的信息也只是電磁波傳播到達相鄰陣元的過程中波程差所造成的相位延遲。電磁矢量傳感器可以獲得電磁波的全部的六個分量,因此

2、除了空域信息以外更可以獲得極化信息。相比于標量傳感器陣列,電磁矢量傳感器陣列檢測信號的能力更強,空域分辨能力更高,抗干擾的性能也更好。本文分別針對單電磁矢量傳感器和由電磁矢量傳感器組成的陣列進行了如下兩方面的研究。
　　1.在使用單電磁矢量傳感器進行信號參數(shù)估計的過程中,會存在信息冗余和分量間互耦的問題。針對這兩個問題,研究了只有兩個電偶極子的簡化電磁矢量傳感器以及分量間不共點配置的分離式結構的高分辨參數(shù)估計。假設信號的某些參數(shù)已

3、知,如信號的DOA信息已知,只需要估計極化參數(shù)。此時兩個場分量信息即可完成對信號極化參數(shù)的估計,沒有必要使用六分量結構的矢量傳感器?？梢允褂煤喕碾姶攀噶總鞲衅鹘Y構,在此結構的基礎上提出兩分量電磁矢量傳感器的參數(shù)估計方法。最后針對共點配置的單電磁矢量傳感器分量間存在互耦問題,為了滿足分量間互相獨立的要求會增加天線的復雜性和硬件上的代價。分離式電磁矢量傳感器結構可以在保持單電磁矢量傳感器優(yōu)點的基礎上減少分量間的互耦,降低天線硬件設備量,并

4、且在空間上增加天線孔徑從而提高測角精度。
　　2.目前處理相關信號的方法是將各個分量串聯(lián)成一個長矢量,但這種方法將不同分量間的正交關系忽略了,因此基于長矢量的聯(lián)合譜估計算法性能有待提高。四元數(shù)可以將復數(shù)擴展到了四維空間,比復數(shù)有更強的正交約束特性,能更好的描述電磁矢量傳感器不同分量之間的正交結構,更方便的處理多維信號。使用四元數(shù)對二分量電磁矢量傳感器陣列的接收數(shù)據(jù)進行建模,在此模型的基礎上分別使用MUSIC算法和ESPRIT算法推