專(zhuān)利名稱(chēng)：一種l型二維天線陣列去耦自校正及波達(dá)方向估計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及天線陣列去耦和波達(dá)方向估計(jì)技術(shù)，特別涉及一種L型二維天線陣列去耦自校正及波達(dá)方向估計(jì)的方法
背景技術(shù)：
達(dá)波方向估計(jì)所要解決的問(wèn)題就是定位出某一個(gè)無(wú)線移動(dòng)信源到達(dá)智能天線的方向角度。目前，基于均勻天線陣列的波達(dá)方向估計(jì)大多數(shù)都是一維估計(jì)，該類(lèi)天線只能對(duì)0°到180°范圍內(nèi)的信源的一維角度信息進(jìn)行波達(dá)方向估計(jì)。而L型均勻天線陣列相較于均勻天線陣列而言，可以借鑒均勻線陣研究成果對(duì)0°到360°范圍內(nèi)的信源的二維角度信息進(jìn)行波達(dá)方向估計(jì)。但是由于天線陣元之間存在互耦現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)有的基于特征值分解的算法如MUSIC算法等性能下降，甚至失效。如何消除陣元互耦對(duì)估計(jì)結(jié)果的影響已經(jīng)成為一類(lèi)獲得重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。目前，天線陣列去耦校正方法主要有兩種，一種為有源校正，一種為無(wú)源校正。有源校正是利用輔助陣元進(jìn)行去耦校正，這種方法對(duì)輔助陣元的要求較高；無(wú)源校正則是通過(guò)算法對(duì)天線陣列進(jìn)行去耦校正，估計(jì)信號(hào)的波達(dá)方向，這種方式的估計(jì)精度高，但是計(jì)算
量較大。2010年，吳彪，陳輝，楊春華發(fā)表在《電子學(xué)報(bào)》的文獻(xiàn)“基于L型陣列的方位估計(jì)及互耦自校正算法研究”提出了一種天線陣列無(wú)源自校正及波達(dá)方向估計(jì)的方法，該方法將天線陣列的互耦系數(shù)矩陣進(jìn)行分塊后利用特征值分解法進(jìn)行去耦自校正，利用MUSIC算法進(jìn)行波達(dá)方向估計(jì)。該方法雖然取得了一定的成效，但存在低信噪比條件下，去耦效果和波達(dá)方向估計(jì)精度差，運(yùn)算量較高的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于:克服已有L型二維天線陣列去耦自校正和波達(dá)方向估計(jì)在低信噪比條件下估計(jì)效果差、運(yùn)算量較高的缺點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案是:提供了一種L型二維天線陣列去耦自校正及波達(dá)方向估計(jì)的方法，其特征在于，該方法包括:步驟1、由L型二維天線陣列參數(shù)設(shè)計(jì)線陣內(nèi)去耦重構(gòu)矩陣Tl，所述線陣內(nèi)去耦重構(gòu)矩陣T1的表達(dá)式為:
權(quán)利要求
1.一種L型二維天線陣列去耦自校正及波達(dá)方向估計(jì)的方法，其特征在于，該方法包括: 步驟1、由L型二維天線陣列參數(shù)設(shè)計(jì)線陣內(nèi)去耦重構(gòu)矩陣T1，所述線陣內(nèi)去耦重構(gòu)矩陣T1的表達(dá)式為:
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟I通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn): a、設(shè)定天線陣列為L(zhǎng)型二維天線陣列，將所述天線陣列分為X軸和y軸兩部分線陣； b、選取X軸線陣，設(shè)定所述線陣的陣元個(gè)數(shù)M和陣元間距I，確定線陣內(nèi)相鄰陣元相位差β和線陣內(nèi)互耦自由度P ; C、使用所述線陣內(nèi)相鄰陣元相位差β和線陣內(nèi)互耦自由度P設(shè)計(jì)X軸線陣內(nèi)去耦重構(gòu)矩陣TJaJ，ax為X軸線陣接收信號(hào)的導(dǎo)向矢量矩陣； d、選取y軸線陣，重復(fù)步驟b、c，設(shè)計(jì)y軸線陣的線陣內(nèi)去耦重構(gòu)矩陣T1 [ay]，ay為y軸線陣接收信號(hào)的導(dǎo)向矢量矩陣。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟2中:所述差值矩陣B'由線陣間互耦系數(shù)矩陣B和線陣內(nèi)互耦系數(shù)矩陣D相減構(gòu)成，確定線陣間陣元互耦自由度P'，使用所述相鄰陣元相位差β和所述線陣間互耦自由度V設(shè)計(jì)差值矩陣的去耦重構(gòu)矩陣T2 [ax]和T2[ay]，其中，\為X軸線陣接收信 號(hào)的導(dǎo)向矢量矩陣，\為7軸線陣接收信號(hào)的導(dǎo)向矢量矩陣。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟3中:利用所述線陣內(nèi)去耦重構(gòu)矩陣T1LaJ, T1Lay]和所述差值矩陣重構(gòu)矩陣T2[ax]、T2[ay]構(gòu)造所述天線陣列的去耦重構(gòu)矩陣T，所述天線陣列的去耦重構(gòu)矩陣T表達(dá)式為:
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟4中:應(yīng)用MUSIC類(lèi)子空間算法，利用所述天線陣列的去耦重構(gòu)矩陣T和所述噪聲子空間矩陣Un構(gòu)造譜峰搜索關(guān)系式: 勿= argp${det[7'〃i/.D'nh利用所述譜峰搜索關(guān)系式進(jìn)行二維譜峰搜索，得到所述接收信號(hào)波達(dá)方向的估計(jì)值(成Φ)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種L型二維天線陣列去耦自校正及波達(dá)方向估計(jì)的方法，該方法包括由L型二維天線陣列參數(shù)設(shè)計(jì)線陣內(nèi)去耦重構(gòu)矩陣T1；由L型二維天線陣列參數(shù)設(shè)計(jì)差值矩陣的去耦重構(gòu)矩陣T2；利用所述線陣內(nèi)去耦重構(gòu)矩陣和差值矩陣的去耦重構(gòu)矩陣構(gòu)造天線陣列去耦重構(gòu)矩陣T；利用所述天線陣列去耦重構(gòu)矩陣T構(gòu)造譜峰搜索關(guān)系式進(jìn)行波達(dá)方向估計(jì)；判斷循環(huán)次數(shù)是否達(dá)到預(yù)設(shè)值，若未達(dá)到預(yù)設(shè)值，則重復(fù)上述所有步驟，若達(dá)到預(yù)設(shè)值則去耦自校正和波達(dá)方向估計(jì)結(jié)束。本發(fā)明解決了在低信噪比條件下去耦效果和波達(dá)方向估計(jì)精度差，運(yùn)算量較高的問(wèn)題。
文檔編號(hào)H01Q1/52GK103235282SQ20131015946
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月3日
發(fā)明者馬秀榮, 董旭皓 申請(qǐng)人:天津理工大學(xué)