[發明專利]一種多徑傳播環境下天線陣列流形的測定方法

有效

• 申請號: 201210403138.7
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN102882571A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 萬群;徐保根;萬義和;湯四龍;樊榮;方芳;丁學科;龔輝
• 申請（專利權）人: 電子科技大學;同方電子科技有限公司
• 主分類號: H04B7/04
• 分類號: H04B7/04;H04B17/00
• 代理公司: 成都和睿達專利代理事務所(普通合伙) 51217
• 代理人: 潘育敏

一、技術領域

本發明屬于電子信息技術領域中的天線陣列流形的測定方法，特別是一種在多徑傳播環境下的天線陣列流形的測定方法。

二、背景技術

準確的確定天線陣列流形是使用天線陣列實現測向、波束形成或零點對消的重要條件。但是，在實際應用中，有許多原因導致按照理論的解析公式確定的天線陣列流形與實際的天線陣列流形之間存在很大差異，無法滿足實際應用需求。這些原因包括：（1）實際天線陣列中各天線由于加工精度及安裝等原因，使得各天線方向圖不完全一致；（2）天線陣列中的各天線在安裝過程中總存在一定的位置誤差，該誤差僅會引起接收信號的相位變化；（3）天線陣列的天線之間存在互耦效應；（4）各天線的接收機之間幅度和相位響應不一致性。由于在上述原因的共同影響下，難以通過簡單的解析公式確定天線陣列流形，因此有必要根據實際測量確定天線陣列流形。

天線陣列流形測定方法是通過對天線陣列流形直接進行離散測量來實現的，每一個方向都對應一個不同的天線陣列方向向量，所有的方向對應的方向向量組成天線陣列流形。首先，將方向離散化，然后將標準信號源放在一個離散的方向上發射信號，接著天線陣列通過接收該信號來確定天線陣列的接收信號向量，并測定該方向的天線陣列方向向量為此時的天線陣列的接收信號向量，最后由在所有的方向上測定的天線陣列方向向量組成天線陣列流形。但是，這種天線陣列流形測定方法假定工作環境中不存在多徑傳播信號，否則，在天線陣列通過接收信號來確定天線陣列的接收信號向量時，天線陣列的接收信號向量中不僅包含放在設定的一個離散的方向上的標準信號源的發射信號，還包含來自其它的方向的多徑傳播信號，不僅多徑傳播信號的方向是事先未知的，而且多徑傳播信號與標準信號源的發射信號之間是相干的。此時，若仍測定該方向的天線陣列方向向量為此時的天線陣列的接收信號向量，則將使得測定的天線陣列流形與實際的天線陣列流形之間存在明顯的誤差，導致天線陣列的測向、波束形成或零點對消的性能嚴重下降。

三、發明內容

本發明的目的是針對背景技術存在的問題，發明一種多徑傳播環境下天線陣列流形的測定方法，實現從受到多徑傳播信號影響的天線陣列的接收信號向量中恢復每個信號方向對應的陣列天線方向向量，進而為天線陣列的測向提供準確的天線陣列流形。

本發明的解決方案思路是：在多徑傳播環境下的天線陣列的接收信號向量的模型表示基礎上，針對天線陣列的接收信號向量與標準信號源發射的信號方向對應的陣列天線方向向量之間的一一對應關系被多徑傳播信號破壞的問題，采用放置于不同方向的兩個標準信號源分別發射信號，利用這兩個標準信號源的發射信號確定兩組接收數據矩陣，實現從受到多徑傳播信號影響的天線陣列的接收信號向量中恢復標準信號源發射的信號方向對應的陣列天線方向向量，進而為天線陣列的測向提供準確的天線陣列流形。

本發明采用兩個放置于不同方向的標準信號源，放置在0度方向的是1號標準信號源，放置在度方向的是2號標準信號源。在測定天線陣列流形時，天線陣列放置在一個轉臺上。

當1號標準信號源發射信號時，2號標準信號源不工作，轉臺轉到θ_k度時，k=1,2,…,K，K為需要測定的天線陣列方向向量對應離散方向的個數天線陣列的接收信號向量的可表示為：