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1、第26卷第4期航天電子對抗41一種有效的互耦陣列測向方法祁穎松1，劉章孟2，周一字2(1．中國人民解放軍91550部隊(duì)72分隊(duì)，遼寧大連116023；2．國防科技大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長沙410073)摘要：由于陣列互耦效應(yīng)破壞了陣列各陣元接收數(shù)據(jù)之間的相位關(guān)系，導(dǎo)致陣列測向效果顯著惡化。為此，利用均勻線形陣列互耦矩陣的帶狀Toeplitz結(jié)構(gòu)，通過在陣列兩側(cè)分別增加一個(gè)與原始陣列陣元一樣的輔助陣元，很好地補(bǔ)償了互耦效應(yīng)對原始陣列接收數(shù)據(jù)的影響，得到了理想的陣列測向效果。仿真結(jié)果驗(yàn)證了方法的有效性。關(guān)鍵詞：
2、陣列信號(hào)處理；波迭方向估計(jì)；互耦補(bǔ)償中圖分類號(hào)：TN911．7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AAneffectiveDOAestimationmethodwithmutuallycoupledarrayQiYingson91，LiuZhangmengz，ZhouYiyu2(1．Unit91550ofPLA，Dalian116023，Liaoning，China；2．DepartmentofElectronicScienceandEngineering，NUDT，Changsha410073，Hunan，China)Abstract
3、：TheeffectofmutualcouplingdisturbstheDOA-dependentphaseshiftbetweenarrayoutputsatdifferentchannels，thusdeterioratetheperformanceofdirectionfinding．Inordertocompensatefortheeffectandimprovetheprecisionofthedirectionestimates，thespecialbandedToeplitzstructureof
4、themutualCOU—piingmatrixoftheuniformlineararrays(ULA)isexploited，andanovelmethodisproposedbyappendinganassistantantennaateachsideoftheoriginalarray．SimulationresultsarecarriedOUttOdemonstratetheeffec-tivenessoftheproposedmethod．Keywords：arraysignalprocessing；
5、directionfinding；mutualcouplingcompensationO引言為了實(shí)現(xiàn)互耦條件下有效的陣列測向，國內(nèi)外研究人員借助各種盲校正或聯(lián)合估計(jì)方法，希望盡可能消除互耦效應(yīng)的影響，得到了較好的效果，但多數(shù)算法的復(fù)雜度較高[1-s]。本文針對均勻線陣提出了一種有效的互耦補(bǔ)償方法。新方法有效地利用了均勻線陣互耦矩陣特殊的Toeplitz結(jié)構(gòu)，并忽略非相鄰陣元之間相對較弱的互耦效應(yīng)，通過在均勻線陣兩端各增加一個(gè)輔助陣元，很好地補(bǔ)充了互耦效應(yīng)對原始陣列各陣元接收數(shù)據(jù)之間相位偏移關(guān)系的破壞，最終得到了理
6、想的高精度陣列測向效果。1常規(guī)陣列測向方法設(shè)K個(gè)同頻窄帶信號(hào)從偏離法線O=[口．?，良]收稿日期：2010～05—0412010—07—20修回。作者簡介：祁穎松(1961一)，男，高工，主要研究方向?yàn)闊o線電測控．的方向同時(shí)入射到由M個(gè)全向陣元構(gòu)成的均勻線陣上，各入射信號(hào)的功率分別為看，?，靠，陣列接收機(jī)在t時(shí)刻的輸出為：工(￡)=A(9)s(￡)+'，(f)(1)式中[A(0)]。．。=ei∽．1’段為陣列響應(yīng)函數(shù)，仍=2nDsin0,／2為第k個(gè)人射信號(hào)在相鄰陣元之間傳播的相位延遲，D為相鄰陣元間距，A為入射
7、信號(hào)波長，s(￡)=Es。(￡)，?，sK(￡)]T為t時(shí)刻各入射信號(hào)的波形，'，(￡)=[口，(￡)，?，咖(￡)]T為t時(shí)刻陣列的觀測噪聲，噪聲功率為Z且與信號(hào)相互獨(dú)立。常規(guī)子空間類陣列測向方法首先計(jì)算觀測數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣，．N袁，=丙1∑x(t)xH(￡)=A(O)RAH(D)+：枷(2)‘’i罩I．N：4∽!。il‘味{j罅式中N為觀測數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)，袁，=丙1∑s(t)sH(；≯為入射‘’i=l信號(hào)協(xié)方差矩陣。、71、州：‘。：’一’然后對協(xié)方差矩陣作特征值分解得到正交的信號(hào)42航天電子對抗2010(4)子空
8、間u，與噪聲子空間【，。，盈。=[【，，U。]^[u，U。]H(3)在采樣點(diǎn)數(shù)趨于無窮大的條件下，信號(hào)子空間U的各列與陣列響應(yīng)函數(shù)A(D)的各列張成同樣的子空間。最后通過空域搜索得到偽空間譜P(口)，P(口)=1／(aH(口)U?！?，：：I口(曰))(4)則P(口)的K個(gè)峰值對應(yīng)于各信號(hào)的入射方向。2均勻線陣互耦模型各種常規(guī)陣列都難以避免地會(huì)受到互耦效應(yīng)的影響，互耦效應(yīng)會(huì)
