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阵元位置误差和通道不一致性的校正方法

上海交通大学学报 2001年第1期35卷 118-122页

作者：章宏周希朗陈荆花上海交通大学电子工程系上海200030

针对等距线性阵列天线的阵元位置误差和通道幅度相位不一致性问题 ,提出了一种采用单校正源分时多方位的无相位延迟模糊校正方法 .该方法无须准确已知校正源入射角 ,对于通道幅度相位参数没有任何限制 ,对于噪声具有较强的坚韧性 ,而且... 详细信息

针对等距线性阵列天线的阵元位置误差和通道幅度相位不一致性问题 ,提出了一种采用单校正源分时多方位的无相位延迟模糊校正方法 .该方法无须准确已知校正源入射角 ,对于通道幅度相位参数没有任何限制 ,对于噪声具有较强的坚韧性 ,而且在校正源频率有一定的估计误差时也可较准确地估计阵元位置参数 .文中对校正方位的配置问题进行了分析 ,提出了使测量误差较小的优化配置方案 .

关键词：陈列信号处理通道不一致性等距线性阵列天线阵元位置误差无相位延迟模糊校正信噪比

BLE测向天线阵元位置误差的快速校正算法设计与实现

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BLE测向天线阵元位置误差的快速校正算法设计与实现

作者：张泓睿东南大学

学位级别：硕士

随着物联网技术的广泛应用,基于低功耗蓝牙(BLE,Bluetooth Low-Energy)的室内定位系统不断向更高定位精度发展。基于天线阵列的测向技术虽然有高精度的优势,但是在实际应用中受到如阵元位置误差等因素的影响会降低测向精度。虽然已经有... 详细信息

随着物联网技术的广泛应用,基于低功耗蓝牙(BLE,Bluetooth Low-Energy)的室内定位系统不断向更高定位精度发展。基于天线阵列的测向技术虽然有高精度的优势,但是在实际应用中受到如阵元位置误差等因素的影响会降低测向精度。虽然已经有大量关于阵列误差校正的研究,但是在低功耗蓝牙测向场景中,现有校正算法庞大的计算量成为校正系统部署的障碍。因此设计一种高校正精度、低计算量以及低系统复杂度的误差校正的方法,对低功耗蓝牙实现基于天线阵列信号到达角测向系统的部署具有十分重要的意义。本文设计了一种基于高精度旋转的有源阵元位置误差校正方法。该方法仅需要一个入射方向大致位于阵列法线方向的远场校正源,通过精确旋转待校正天线从而获得多个0°附近的入射信号,根据多个方向的入射信号以及阵列的精确旋转角度即可直接求出阵元间距的解析解。通过计算机仿真分析了算法在天线旋转精度、旋转对称中心角度、信噪比等因素影响下的校正能力,并给出了一定校正精度要求下的旋转角度、旋转精度、快拍数等校正参数的取值范围。最后,在硬件平台上对提出的阵列位置误差校正方法进行了实现与验证。本文设计的校正算法,在信噪比高于20d B的仿真条件下可以将阵元间距误差校正在相对于阵元实际间距的1%以内,采样点数越高、旋转精度越高、旋转角度越小校正效果越好。在搭建的室内校正以及测向验证环境中,阵元间距估计的均方根误差在相对于载波波长的3%以内,达到了设计指标测,校正后的测向角度估计的均方根误差与使用实际天线间距测向角度估计的均方根误差相差1°以内,有良好的估计精度。综上所述,本文提出的基于高精度旋转的有源阵元位置误差校正方法,将高精度的入射角度转换为高精度的旋转角度的方式降低了系统复杂度,校正算法的复杂度低,便于低功耗蓝牙设备实现,因此对低成本、低功耗的嵌入式设备信号阵列校正以及测向技术的应用具有参考意义。

关键词：低功耗蓝牙 DOA测向阵元位置误差误差校正

抑制校正源方位估计偏差的阵元位置误差鲁棒估计算法

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电子学报 2013年第9期41卷 1694-1702页

作者：王鼎姚晖吴瑛解放军信息工程大学信息系统工程学院河南郑州450002

针对校正源方位估计偏差会影响阵元位置误差校正精度这一问题,该文在假设校正源方位估计偏差的概率分布先验已知的条件下,根据信号子空间拟合理论和贝叶斯估计理论框架,提出一种能够抑制校正源方位估计偏差的阵元位置误差鲁棒估计算法.... 详细信息

针对校正源方位估计偏差会影响阵元位置误差校正精度这一问题,该文在假设校正源方位估计偏差的概率分布先验已知的条件下,根据信号子空间拟合理论和贝叶斯估计理论框架,提出一种能够抑制校正源方位估计偏差的阵元位置误差鲁棒估计算法.该算法以Newton迭代的形式给出,并不需要对校正源方位进行数值优化.理论分析和仿真实验均表明:在一定条件下,文中的新算法对校正源方位估计偏差具有较好的鲁棒性,并且其渐近性能可逼近相应的克拉美罗界.

关键词：有源校正阵元位置误差信号子空间拟合贝叶斯估计 Newton迭代克拉美罗界

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改进的阵列幅相差和阵元位置误差自校正算法

数据采集与处理 2008年第2期23卷 176-181页

作者：王鼎张莉吴瑛解放军信息工程大学信息工程学院郑州450002

基于信号子空间拟合算法的代价函数,提出了一种改进的阵列幅相差和阵元位置误差自校正算法,该算法采用分步迭代的方式,可在阵列存在幅相差和阵元位置误差的情况下,估计出信源的波达方向(DOA)、阵列幅相差和阵元位置误差。文中还给出了... 详细信息

基于信号子空间拟合算法的代价函数,提出了一种改进的阵列幅相差和阵元位置误差自校正算法,该算法采用分步迭代的方式,可在阵列存在幅相差和阵元位置误差的情况下,估计出信源的波达方向(DOA)、阵列幅相差和阵元位置误差。文中还给出了参数估计惟一性的必要条件。计算机仿真结果验证了该算法的有效性。

关键词：阵列自校正幅相差阵元位置误差

阵列天线阵元位置误差、通道不一致性和互耦的校正

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上海交通大学学报 2002年第9期36卷 1284-1287,1290页

作者：章宏陈荆花周希朗上海交通大学电子工程系上海200030

采用单个连续波校正源 ,通过旋转阵列天线在多个校正方位测得校正数据 ,通过求解可分离的非线性优化问题 ,得到了阵元位置参数和包含通道幅度相位参数与阵元间互耦参数校正矩阵的估计 .

关键词：天线校正阵元间互耦效应非线性优化问题校正矩阵校正方位阵列天线阵元位置误差通道不一致性

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阵元位置误差下的嵌套阵列DOA估计方法

无线电工程 2023年第3期53卷 657-662页

作者：贺顺贺小艳杨志伟孙兵谢永妮西安科技大学通信与信息工程学院陕西西安710600 西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室陕西西安710071 中国卫星海上测控部江苏江阴214430

阵元位置误差会使阵列流型产生较大的偏差或扰动,导致基于嵌套阵列的波达方向(Direction of Arrival,DOA)估计方法性能严重下降。针对上述问题,提出了一种基于阵列流型分离的最小原子范数(Array Manifold Separated Atomic Norm Minimiz... 详细信息

阵元位置误差会使阵列流型产生较大的偏差或扰动,导致基于嵌套阵列的波达方向(Direction of Arrival,DOA)估计方法性能严重下降。针对上述问题,提出了一种基于阵列流型分离的最小原子范数(Array Manifold Separated Atomic Norm Minimization,AMS-ANM)DOA估计方法。建立阵元位置误差下嵌套阵列的虚拟域接收信号模型。利用AMS-ANM方法分离阵列流型中的位置信息和角度信息,通过求解原子范数最小化问题实现欠定条件下的高精度DOA估计。仿真结果表明,所提方法能够避免阵元位置误差对角度估计性能的影响,相比于L1-SVD和矩阵重构方法,在低信噪比和小快拍情况下可以有效提高嵌套阵列的DOA估计精度和空间分辨率。

关键词：波达方向估计嵌套阵列阵元位置误差最小原子范数

基于辅助阵元的阵元位置误差和信源方位联合估计算法

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数据采集与处理 2009年第5期24卷 567-575页

作者：王鼎李长胜吴瑛解放军信息工程大学信息工程学院郑州450002 解放军信息工程大学理学院郑州450004

鉴于阵元位置误差会严重影响MUSIC算法的测向性能,基于W-F方法的思想给出了一种基于辅助阵元的阵元位置误差和信源方位联合估计算法。该算法可看作是W-F方法的一种变形,因为它仍以交替迭代的方式给出,其目标函数建立在信号子空间性质的... 详细信息

鉴于阵元位置误差会严重影响MUSIC算法的测向性能,基于W-F方法的思想给出了一种基于辅助阵元的阵元位置误差和信源方位联合估计算法。该算法可看作是W-F方法的一种变形,因为它仍以交替迭代的方式给出,其目标函数建立在信号子空间性质的基础上,并且可推广应用于任意阵列流型。同时本文推导了各个参数估计的克拉美罗下界(CRLB),仿真结果验证了本文算法的有效性。

关键词：阵列校正辅助阵元测向阵元位置误差克拉美罗下界

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雷达关联成像中的阵元位置误差分析

现代雷达 2016年第3期38卷 32-37,42页

作者：徐先武程永强秦玉亮周小利国防科技大学电子科学与工程学院长沙410073

雷达关联成像是一种全新的凝视高分辨成像方法,在军事上有着广阔的应用前景。文中针对阵列雷达普遍存在的阵元位置误差问题,建立了存在阵元位置误差下的雷达关联成像模型,得到了泰勒展开下目标回波与阵元位置误差的线性关系;推导了存在... 详细信息

雷达关联成像是一种全新的凝视高分辨成像方法,在军事上有着广阔的应用前景。文中针对阵列雷达普遍存在的阵元位置误差问题,建立了存在阵元位置误差下的雷达关联成像模型,得到了泰勒展开下目标回波与阵元位置误差的线性关系;推导了存在阵元位置误差条件下雷达关联成像的理论误差限,准确预测了阵元个数、信号带宽、成像单元尺寸和数目、目标散射系数和散射中心数目对成像误差的影响。研究结果为雷达关联成像系统参数的设置以及阵元位置误差补偿提供了一定的参考和依据。

关键词：阵列雷达雷达关联成像阵元位置误差克拉美罗下界

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基于辅助阵元的十字阵阵元位置误差校正方法

现代雷达 2013年第9期35卷 77-79页

作者：唐雪峰胡晓琴花良发魏祥生中国人民解放军驻720厂军代表室南京210037 空军预警学院黄陂士官学校武汉430019 空军预警学院训练部武汉430019

文中对基于辅助阵元法的十字阵阵元位置误差校正方法进行了深入研究,在详细分析十字阵阵列模型和阵元位置误差模型的基础上,提出将辅助阵元法用于解决十字阵的阵元位置误差校正问题。仿真结果表明,辅助阵元法可以很好地解决十字阵的阵... 详细信息

文中对基于辅助阵元法的十字阵阵元位置误差校正方法进行了深入研究,在详细分析十字阵阵列模型和阵元位置误差模型的基础上,提出将辅助阵元法用于解决十字阵的阵元位置误差校正问题。仿真结果表明,辅助阵元法可以很好地解决十字阵的阵元位置误差校正问题,且计算量小、估计精度高。

关键词：十字阵阵元位置误差校正空间谱