智能天线系统中空间分域虚拟阵列的DOA估计算法研究

在即将商用的3G移动通信系统中,智能天线技术成为研究的热点,本文是以智能天线技术中DOA估计为基础,研究一种可提高估计能力的虚拟阵列DOA估计算法.介绍了虚拟阵列变换技术,根据智能天线系统的特点,采用空间分域的子阵思想,结合虚拟阵列变换技术,实现空间分域的虚拟阵列DOA估计.     

智能天线中时空虚拟DOA矩阵算法与改进

本文主要研究智能天线中二维DOA估计算法.首先研究时空DOA矩阵估计方法,并进行了仿真.然后结合虚拟阵列变换技术对该算法进行有效的改进一时空虚拟DOA矩阵方法.改进后得到的仿真结果证明了该改进算法可以估计超过阵元数的信号,具有较高的分辨性能和较好的稳健性.     

智能天线中二维DOA估计算法研究

来波到达角估计是智能天线感知外界复杂电磁环境的关键技术.智能天线只有在准确感知外界复杂电磁环境的变化之后,才能做出有效的波束形成策略.文章将多种一维DOA估计算法拓展到二维DOA估计算法,并仿真分析了各算法在处理非相干信号及相干信号时的性能,对比分析了各种二维DOA估计算法在估计入射信号方位角与俯仰角的准确度与估计速度...     

空时虚拟DOA估计

智能天线是当前通信领域的热门技术之一。提出了一种基于智能天线的有效的超分辨二维DOA估计算法。该算法同时在空域和时域进行变换,产生大量虚拟阵元,使得阵列在空间的阵元数大量增加,实现了对二维DOA的有效估计。仿真结果验证了此结论。     

基于虚拟阵列扩展的DOA估计

讨论了基于虚拟阵列扩展的DOA估计问题,对此问题传统阵列处理方法主要利用高阶累积量进行阵列扩展,计算量较大。在四阶矩基础上,通过扩大阵列孔径和自由度解决信源数目较阵元数多的DOA估计问题,利用特殊矩阵对扩展阵列的冗余信息进行剔除,降低了计算复杂度,提高了计算效率。仿真结果验证算法高效可靠,为工程实现提供了理论基础。     

基于虚拟阵列变换的共形阵列信号DOA估计

共形阵列是指与载体表面共形的天线阵列,对载体空气动力性能影响小,在军用、民用等飞行器上具有广泛的应用。针对共形阵列信号处理中的角度估计问题,给出了一种基于虚拟阵列变换思想的共形阵列信号DOA估计算法。该算法首先对接收数据进行虚拟阵列变换,利用变换后的数据,采用ESPRIT算法和MUSIC算法相结合,实现了对共形阵列信号二维角度估计。算法对阵列形状限制小,真正实现了适用于任意共形阵列。以圆柱共形阵列为例,通过仿真实验验证了算法的有效性。     

基于虚拟阵列的非圆信号DOA估计

针对传统的子空间类波达方向（Direction of Arrival,DOA）估计算法只适用于入射信号个数少于天线数的局限性,利用现代通信系统中常用的非圆信号实值特性,提出了一种虚拟阵列多重信号分类法（Virtual Array Based Multiple Signal Classification,VA-MUSIC）。该方法通过对阵列输出信号进行共轭重构和合并,获得虚拟阵列来增加阵列的有效孔径。更进一步,结合空间平滑技术有效地解决了相干信号的DOA估计问题。与传统的MUSIC算法相比,新算法不仅可以增加最大可估计信源数,而且在DOA估计精度、信号源角分辨能力等方面均有明显的优势。计算机仿真验证了该算法的有效性和优越性。     

基于MUSIC的阵列天线通道误差的盲估计算法

基于特征值分解的高分辨率DOA估计算法,在理想阵列条件下,性能很好,但是对噪声扰动和系统误差都很敏感,噪声扰动和系统误差会严重恶化这一类算法的性能,使其分辨率下降。该文提出一种基于MUSIC算法的盲估计方法,它仅仅需要在阵列周围满足远场条件的地方布置一个RF信号源,不需要知道信号源的方位角,就可以精确估计阵列天线的通道误差。仿真结果证明,这种方法行之有效,而且效果比较理想。     

无源单通道阵列快速DOA估计算法

针对现有无源单通道阵列DOA估计算法复杂度较高,实时性较差的问题,提出一种适用于单通道阵列的快速DOA估计算法。该算法将常规多通道阵列的空间FFT算法引入单通道阵列信号处理中,将通道切换时间带入FFT运算,构建了新的变换核函数,利用该核函数可直接对单通道阵列的采样信号进行空间FFT变换,基于此提出了适用于单通道阵列的SAA—FFT算法。理论分析与仿真实验证明了该算法的有效性。     

基于虚拟阵列的二维稀疏阵列相干源DOA估计

波达方向DOA估计是雷达阵列信号处理的一个重要方向,传统的MUSIC算法对均匀阵列条件下独立信号源的估计有很强的适应性,但实际的雷达工作中,稀疏布阵下多相干源测角是一个经常出现的应用场景。文中针对二维稀疏阵列的相干源测角,提出了一种基于虚拟阵列的相干源DOA估计方法。该方法利用虚拟阵列内插的方法,将一个任意二维稀疏阵列内插为一个均匀面阵,再通过二维空间平滑方法对相干源进行测角,能够同时获得信号的方位角和俯仰角信息。稀疏面阵和稀疏圆阵的仿真实验结果表明,该方法可以有效的解决二维稀疏阵列的相干源测角问题。     

基于共形天线阵的免搜索来波方向估计算法研究

运算量大,受阵列拓扑结构限制是传统基于子空间分解的来波方向(DOA)估计算法的主要问题,这些问题大大限制了其在实际工程中的应用。针对共形天线阵的特殊性,结合实际的共形阵,研究了几种可以应用于任意阵列结构的免搜索DOA估计算法,并比较了这些算法在共形阵上的性能。理论分析和数值仿真表明:在一定条件下这些算法均可在共形阵上取得较优的估计性能。     

Optimal design of smart antenna array

This letter investigates an efficient design procedure integrating the Genetic Algorithm (GA) with the Finite Difference Time Domain (FDTD) for the fast optimal design of Smart Antenna Arrays (SAA). The FDTD is used to analyze SAA with mutual coupling. Then,on the basis of the Maximal Signal to Noise Ratio (MSNR) criteria, the GA is applied to the optimization of weighting elements and structure of SAA. Finally, the effectiveness of the analysis is evaluated by experimental antenna arrays.     

Model based antenna array calibration for smart antenna systems

Model based antenna array calibration is used to remove the antenna array errors or predict the element patterns from the array manifold measured at a small number of directions. The experimental results show that this works very well for one sector angle region even in the presence of modelling errors     

智能天线系统中上行多用户相干信号的分离与DOA估计方法研究

本文研究了平主道中的窨特征估计问题。提出了一种工于循环累量的多用户空间牲针该算法用于智能天线中的ＳＤＭＡ实现。该算法构造了循环累量域四,通过对空间特征循环矩阵的特征分解可以得到用户信号的空间特征估计。并以此为基础,设计了用于上行多波束成形的窨滤波器组实现了上行多用户信号的分离,利用空间滤波器的空间频率响应确定共信道多用户信号的ＤＯＡ《     

基于EIRP最优的智能天线阵赋型算法研究

在实际天线阵列中,由于互耦的影响会使得单天线阵元辐射方向图畸变,导致传统的波束赋形算法性能恶化甚至失效。针对这个问题,文中提出了基于等效全向功率约束条件的粒子群算法,避免了传统的波束赋形算法的失效,提升了系统的等效全向功率。同时,为了减弱干扰方向的影响,文中进一步提出了零陷生成方案。仿真结果显示本文提出的算法不仅能够提升波束的等效全向功率,而且可以有效地生成干扰方向的零陷。     

基于DOA的智能天线下行波束形成方法

首先简要介绍了智能天线的基本概念,然后在阵列等效激励模型的基础上结合信号的波达方向(DOA)和Chebysbev阵列算法提出了一种智能天线下行波束形成方法,最后给出了计算机仿真结果。     

非规则几何结构平面阵列的DOA估计性能

由于受实际环境的限制,天线阵的布设受到一定的约束,而实际测向环境限制了天线阵列的阵列结构,阵列结构是否合理将直接影响测向的精度。针对特定环境对阵列结构的特殊要求及二维测向的实际问题,建立了非规则几何结构阵列进行二维测向的数学模型,研究了基于MUSIC算法的非规则几何结构阵列的二维测向问题,对非规则结构阵列的阵列结构对测向模糊性的影响进行了分析,以矩形平面阵列和任意形平面阵列为例,对两种阵列的测向性能进行了仿真比较,结果证明,提出的数学模型对非规则结构平面阵列的研究具有有效性,可广泛应用于任意平面空间的二维测向。     

基于GA的智能天线系统前端扇区阵列设计

使用遗传算法(Genetic Algorithm)设计了智能天线系统前端的扇区天线阵列。该天线阵列用于TD-SCDMA基站系统中。依据智能天线系统扇区覆盖模式(即广播波束)对方向图的要求，利用GA的全局搜索性能，综合了阵列结构及单元激励相位。对该阵列结构使用GA模拟了智能天线系统工作模式(业务波束)下所要求方向图的阵列激励幅度和相位。给出了实际的智能天线系统前端扇区天线阵列结构，对智能天线技术的应用具有重要意义。     

等离子智能天线阵列的特性研究

设计了一种等离子半波天线构成的智能天线阵列。通过仿真分析,当选择合适的等离子特征频率和碰撞频率时,等离子天线阵列和金属构成的天线阵列具有相似的辐射特性。但是当等离子体停止激发时,等离子天线阵列有着比金属天线阵列低的RCS值,从而具有隐身的性能。