[發(fā)明專利]一種電磁矢量傳感器陣列耦合誤差的自校正方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110247871.X
• 申請(qǐng)日: 2011-08-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102401888A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王蘭美;王桂寶;弓樹(shù)宏;陶海紅;張鵬華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R35/00
• 分類號(hào): G01R35/00
• 代理公司: 廣東秉德律師事務(wù)所 44291
• 代理人: 楊煥軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電磁矢量傳感器誤差校正技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及電磁矢量傳感器陣列耦合誤差的自校正方法。

背景技術(shù)

空間電磁信號(hào)是包含電場(chǎng)和磁場(chǎng)的六維復(fù)矢量信號(hào)，電磁矢量傳感器陣列能夠獲取電磁信號(hào)的極化信息，電磁波極化信息的開(kāi)發(fā)和利用，可以有效提高雷達(dá)系統(tǒng)在抗干擾、目標(biāo)識(shí)別、探測(cè)、跟蹤等方面的能力。如圖1所示，為電磁矢量傳感器陣列示意圖，每一電磁矢量傳感器系統(tǒng)均由中心位置重合的三個(gè)正交電偶極子和三個(gè)正交的小磁環(huán)構(gòu)成，可分別測(cè)量入射電磁波的三個(gè)電場(chǎng)和三個(gè)磁場(chǎng)，即可以獲取入射電磁波的全部信息。和普通陣列相比，電磁矢量傳感器陣列具有以下優(yōu)越的系統(tǒng)性能：較強(qiáng)的抗干擾能力、穩(wěn)健的檢測(cè)能力、較高的分辨能力以及極化多址能力，由于這些優(yōu)越的性能使得電磁矢量傳感器陣列在軍事、民事方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值和廣泛的應(yīng)用前景，近年來(lái)電磁矢量傳感器陣列信號(hào)處理已經(jīng)成為陣列信號(hào)處理的研究熱點(diǎn)。

目前，在標(biāo)量天線陣列的耦合誤差校正方面國(guó)內(nèi)外學(xué)者已做了大量的研究，標(biāo)量天線陣列的陣元輸出為反映信號(hào)強(qiáng)度和絕對(duì)相位的復(fù)幅度，它僅是到達(dá)角的函數(shù)，電磁矢量傳感器感應(yīng)的是信號(hào)的電磁場(chǎng)矢量，電磁場(chǎng)矢量是包含到達(dá)角和極化角的四維參數(shù)，且電磁矢量傳感器耦合誤差矩陣不具有標(biāo)量天線陣列耦合誤差矩陣的托普利茨(Toeplitz)矩陣或循環(huán)矩陣等特殊矩陣結(jié)構(gòu)，所以標(biāo)量天線陣列的耦合誤差校正方法不能應(yīng)用于電磁矢量傳感器陣列。基于以上原因，必須從電磁矢量傳感器陣列的實(shí)際結(jié)構(gòu)出發(fā)，開(kāi)展電磁矢量傳感器陣列誤差校正技術(shù)的研究。對(duì)于很多子空間類高分辨技術(shù)，如旋轉(zhuǎn)子空間不變算法，多重信號(hào)分類算法等，當(dāng)存在陣列誤差時(shí)，高分辨技術(shù)的性能會(huì)顯著下降甚至完全失效，因此在應(yīng)用這些高分辨技術(shù)之前，電磁矢量傳感器的誤差必須得到有效地校正。在電磁矢量天線誤差校正方面，K.T，Wong首次提出了原位誤差的數(shù)學(xué)模型，并利用三個(gè)到達(dá)方向已知的校正源估計(jì)原位誤差。隨后黃家才和張銳戈進(jìn)一步完善了K.T，Wong的原位誤差估計(jì)算法，王蘭美等在幅相誤差的研究方面做了開(kāi)拓性的工作。遺憾的是，上述方法都無(wú)法校正電磁矢量傳感器陣列的耦合誤差。到目前為止，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有關(guān)于電磁矢量傳感器陣列耦合誤差校正的研究報(bào)道。為了把子空間類高分辨技術(shù)應(yīng)用于電磁矢量傳感器陣列系統(tǒng)中，電磁矢量傳感器陣列的耦合誤差校正是必不可少的環(huán)節(jié)，因此開(kāi)展電磁矢量傳感器陣列的耦合誤差校正具有重要的實(shí)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決電磁矢量傳感器陣列存在耦合誤差的問(wèn)題，提供了一種利用理想電磁矢量傳感器作為輔助陣元的電磁矢量傳感器陣列耦合誤差自校正方法，能夠?qū)﹄姶攀噶總鞲衅麝嚵械鸟詈险`差進(jìn)行有效的校正。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案：

一種電磁矢量傳感器陣列耦合誤差的自校正方法，包括以下步驟：

一、將一個(gè)位于坐標(biāo)原點(diǎn)的理想電磁矢量傳感器作為輔助陣元與L-1個(gè)待校正電磁矢量傳感器構(gòu)成接收陣列，接收陣列接收任意一窄帶、遠(yuǎn)場(chǎng)、完全極化橫電磁波信號(hào)，在t₁時(shí)刻，接收陣列的輸出信號(hào)為：