一种基于阵列模型误差估计值校准的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于阵列模型误差估计值校准的方法，属于阵列天线及其误差校准领域。本发明专利技术在阵列接收范围内放一个位置信息已知的校准源，该校准源以T为时间间隔周期发送信号；在前后两个时间段T内，利用阵列接收数据分别计算协方差矩阵，并进一步获得其差值；对差值进行特征值分解获得噪声子空间矩阵，基于最小二乘法完成阵列模型误差估计，并完成校准。本发明专利技术方法不仅可有效校准任意阵列的幅相误差、阵元位置误差和阵列互耦，而且对复杂噪声和复杂源均具有很好的适用性。

A Calibration Method of Error Estimate Based on Array Model

The invention discloses a method for calibrating error estimates based on array model, which belongs to the field of array antenna and its error calibration. A calibration source with known location information is placed in the receiving range of the array, which transmits signals with T as interval period; covariance matrix is calculated by using the received data of the array in the first and last two time periods T, and its difference is further obtained; noise subspace matrix is obtained by eigenvalue decomposition of the difference, and array model error is completed based on least square method. Estimate and complete the calibration. The method of the invention can not only effectively calibrate the amplitude and phase errors, element position errors and array mutual coupling of arbitrary arrays, but also has good applicability to complex noise and complex sources.

【技术实现步骤摘要】
一种基于阵列模型误差估计值校准的方法
本专利技术属于阵列天线及其误差校准领域，具体涉及一种基于阵列模型误差估计值校准的方法，主要解决现有阵列误差校准技术适用性差、校准效果不理想的问题。
技术介绍
在实际的阵列天线接收系统中，由于阵元位置误差、互耦及时钟偏移等因素的影响，阵列流型矩阵将产生一定的不确定性偏移(称为阵列模型误差)，这将直接导致后续的阵列信号处理算法性能下降甚至失效。因此，在执行阵列信号处理算法前对阵列模型误差进行估计和补偿十分必要。近年来，一些国内外研究学者已经提出了一些用于阵列模型误差的校准方法。针对阵列幅相误差，LiaoBin等人和CaoS.G.等人分别在《DirectionFindingWithPartlyCalibratedUniformLinearArrays》和《CovarianceMatrixbasedFastSmoothedSparseDOAEstimationWithPartlyCalibratedArray》提出了基于旋转不变子空间ESPRIT技术和稀疏重构技术的校准方法，该类方法仅适用均匀线性阵列、远场源、信号源不相关以及高斯白噪声情况下的幅相误差校本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于阵列模型误差估计值校准的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在阵列接收范围内放一个位置信息已知的校准源，并以T为时间间隔周期发送校准信号；2)在前后两个时间段T内，利用阵列接收数据x(t)分别计算协方差矩阵

【技术特征摘要】
1.一种基于阵列模型误差估计值校准的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在阵列接收范围内放一个位置信息已知的校准源，并以T为时间间隔周期发送校准信号；2)在前后两个时间段T内，利用阵列接收数据x(t)分别计算协方差矩阵和并进一步获得其差值其中，t表示采样时刻，t＝1,2,…,2N，N表示时间段T内的快拍数，上标H表示共轭转置，为对应于校准源的L×1维阵列导向矢量，θref，和rref分别表示校准源的俯仰角、方位角和距离，若校准源为远场源，rref＝+∞，若校准源为近场源，rref位于菲涅尔区，Pref表示校准源的功率，Φ为阵列误差矩阵；3)构建L×(L-1)维矩阵：基于子空间理论，Q满足如下特性：wHQ＝0；分别提取Q的第1行形成Q1和提取第2～L行形成Q2；则阵列模型误差向量w的估计值通过最小化问题得到基于最小二乘法求解，得到阵列模型误差估计值为其中，为由元素构成的L×L维矩阵，w为阵列模型误差向量，||·||2表示向量的l2范数，代表伪逆运算；4)利用步骤3)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：田野，王彦茹，徐鹤，岳红，荣小柳，史佳欣，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13