[發(fā)明專利]一種基于三均勻直線陣級聯(lián)的稀疏陣組陣方法及應(yīng)用在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202211564738.1 | 申請日： | 2022-12-07 |
| 公開（公告）號： | CN116231337A | 公開（公告）日： | 2023-06-06 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王建輝;楊佑禛;許海韻;巴斌;張晉;崔維嘉;菅春曉;曲晶;任嘉偉;劉起坤 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學(xué) |
| 主分類號： | H01Q21/00 | 分類號： | H01Q21/00;H01Q1/52;H01Q21/08 |
| 代理公司： | 鄭州大通專利商標(biāo)代理有限公司 41111 | 代理人： | 張立強 |
| 地址： | 450000 河*** | 國省代碼： | 河南;41 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 均勻 直線 級聯(lián) 稀疏 陣組陣 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明公開一種基于三均勻直線陣級聯(lián)的稀疏陣組陣方法及應(yīng)用，利用三個均勻直線陣組陣，通過設(shè)置大子陣陣元間距降低互耦影響，同時設(shè)置合理的子陣間距，可獲得大孔徑虛擬均勻直線天線陣，進而可以完成無模糊高精度的DOA估計。本發(fā)明改進了現(xiàn)有三均勻直線陣級聯(lián)中三子陣的陣元位置，構(gòu)造一個基于三均勻直線陣級聯(lián)的低互耦陣列，實現(xiàn)差集合中小于子陣陣元間距的元素權(quán)值為1的優(yōu)化目標(biāo)，有效改善了現(xiàn)有稀疏陣型陣元間存在的互耦泄漏現(xiàn)象，在保證了低互耦的同時，保證了連續(xù)虛擬陣列孔徑。在強互耦條件下，本發(fā)明陣型可獲得最高的DOA估計精度，同時，隨著互耦強度的增加，具有較好的魯棒性。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電子通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于三均勻直線陣級聯(lián)的稀疏陣組陣方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)
基于陣列的波達方向(DOA)估計技術(shù)，在子空間算法下，可獲得超分辨的估計結(jié)果。當(dāng)前，陣列廣泛應(yīng)用均勻直線陣。為獲得無模糊角度估計值，通常設(shè)置天線陣元間距不大于入射信號半波長。隨著新型通信技術(shù)發(fā)展，對于DOA估計精度需求也越來越高。但均勻直線陣往往只能通過增加陣元數(shù)從而增大陣列孔徑提升精度，但同時增大了設(shè)備硬件復(fù)雜度，且小陣元間距會引入互耦干擾惡化DOA估計性能。因此，考慮設(shè)計陣元間距大于半波長的稀疏陣型，從而實現(xiàn)高精度、無模糊、低互耦影響的DOA估計，已成為無線通信中的研究熱點。
當(dāng)前稀疏天線陣型設(shè)計的主要思路是，通過將物理天線陣列映射為一個大孔徑虛擬均勻直線陣，從而實現(xiàn)無模糊高精度的DOA估計。但現(xiàn)有的稀疏陣為實現(xiàn)大孔徑虛擬陣，不同陣元之間存在多個小陣元間距。當(dāng)天線之間互耦干擾較強時，DOA估計精度惡化嚴(yán)重。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有的稀疏陣為實現(xiàn)大孔徑虛擬陣，不同陣元之間存在多個小陣元間距，當(dāng)天線之間互耦干擾較強時，DOA估計精度惡化嚴(yán)重的問題，本發(fā)明提出一種基于三均勻直線陣級聯(lián)的稀疏陣組陣方法及應(yīng)用，利用三個均勻直線陣組陣，通過設(shè)置大子陣陣元間距降低互耦影響，同時設(shè)置合理的子陣間距，可獲得大孔徑虛擬均勻直線天線陣，進而可以完成無模糊高精度的DOA估計。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
本發(fā)明一方面提出一種基于三均勻直線陣級聯(lián)的稀疏陣組陣方法，包括：
設(shè)置三個天線子陣，分別為第一子陣、第二子陣和第三子陣，其中第一子陣是一個擁有M1陣元和子陣間距為d1的均勻直線陣，第二子陣是一個擁有M2陣元和子陣間距為d2的均勻直線陣，第三子陣是一個擁有M3陣元和子陣間距為d3的均勻直線陣；第二子陣的第一個陣元與第一子陣的第一個陣元的間距為L1，第三子陣的第一個陣元與第一子陣的第一個陣元的間距為L2。
進一步地，所述三個天線子陣的陣列陣元位置為
其中，分別表示第一子陣陣列、第二子陣陣列、第三子陣陣列，m1,m2,m3為整數(shù)。
進一步地，當(dāng)總陣元數(shù)M＝M1+M2+M3固定時，陣列相關(guān)參數(shù)設(shè)置為：
其中，r、β為簡化公式而定義的中間參數(shù)，分別表示向下與向上取整；d表示子陣陣元間距的基本單元。
本發(fā)明另一方面提出任一所述的一種基于三均勻直線陣級聯(lián)的稀疏陣組陣方法得出的三個天線子陣組成的稀疏陣在DOA估計中的應(yīng)用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果：
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