寬帶電磁場矢量天線陣技術(shù)及測向算法研究.pdf

1、電磁場矢量天線陣由于其優(yōu)越的系統(tǒng)性能在陣列信號處理領域得到了廣泛的研究，本文以分布式電磁場矢量天線陣(DEMCA)作為研究對象，對其進行了系統(tǒng)的理論研究，并在暗室中實現(xiàn)了基于此陣列的測向試驗。DEMCA由空間分布的電場和磁場分量傳感器組成，其分量傳感器對不同極化的入射信號響應不同。
　　 本文首先從測向算法和系統(tǒng)性能兩方面對分布式電磁場矢量天線陣進行了研究。測向算法方面，重點研究了多重信號分類(MUSIC)測向算法在DEMCA中

2、的運用，同時對常規(guī)波束形成算法(CBF)及最小方差測向算法(MVM)在模型中的運用也進行了分析；最后提出一種高階累積量類-旋轉(zhuǎn)不變子空間(ESPRIT)測向算法，通過計算機仿真試驗對各個測向算法進行了比較和驗證；在系統(tǒng)性能方面，推導了DEMCA陣列參量估計的克拉美-羅下限，在大樣本的條件下對DEMCA同其它陣列在DOA及極化參數(shù)估計方面進行了比較；最后對DEMCA陣列同標量陣在DOA估計方面的區(qū)別進行了總結(jié)。
　　 然后對實際矢

3、量陣測向系統(tǒng)中重要的陣列誤差校正問題展開研究，就分布式電磁場矢量天線陣在不同誤差情況下的校準問題給出了不同的校準方法。首先研究陣列流型的存儲與內(nèi)插校正方法，給出兩種不同的內(nèi)插算法；然后詳細討論了兩種不同的有源校正算法在模型中的運用；緊接著給出一種適用于DEMCA的自校正算法；最后比較分析了各種校正算法的性能和適用范圍，通過計算機仿真試驗驗證了各校正算法的有效性。
　　 接著詳細介紹了基于六元分布式電磁場矢量天線陣的測向試驗系統(tǒng)和

4、試驗過程，并給出了相應的試驗結(jié)果，對前面的理論研究進行了驗證。這次工程實踐為矢量陣測向系統(tǒng)的進一步研究和工程研制提供了重要參考。本文最后推導了針對DEMCA的非相干信號子空間算法，將基于分布式矢量陣的測向算法推廣到了寬帶信號情況，拓展了矢量陣在軍事和民用領域的應用前景。
　　 因此，在系統(tǒng)性能方面，分布式電磁場矢量天線陣由于其極化敏感性，它比傳統(tǒng)的標量陣列更加優(yōu)越；在系統(tǒng)實現(xiàn)方面，由于分量傳感器之間的分布式結(jié)構(gòu)，它比傳統(tǒng)的矢量陣