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正文摘录:

张志军等：幅相误差对修正MUSIC算法测向性能的影响与分析幅相误差对修正MUSIC算法测向性能的影响与分析张志军，张浩，朱国军(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)摘要：首先阐述了阵列信号处理中广泛采用的修正MUSIC算法原理，并推导了天线阵元幅相误差条件下的修正MUSIC算法，重点分析了阵元幅相误差对修aY-MUSIC算法测向性能的影响。最后以均匀线阵为倒进行了仿真，计算机仿真结果表明，阵元幅相误差严重影响着修正MUSIC算法的测向性能，因此在应用修正MUSIC算法进行来波方向估计的时候，必须考虑阵元幅相误差的影响。关键词：信号DOA估计；幅相误差；修正MUSIC算法；阵列中图分类号：TN911.7文献标识码：B文章编号：1004—373X(2007)05—048—03EffectandAnalysisofAmplitudeandPhaseErrorsinModifiedMUSICAlgorithmDirection——findingZHANGZhijun，ZHANGHao，ZHUGuojun(NationalKeyLabofRadarSignalProcessing.XidianUniversity，Xi’an，710071，China)Abstract：PrinciplesofmodifiedMUSICalgorithm，whichiswidelyappliedinarraysignalprocessing，havebeendetailedintroducedatthebeginning.ThendeducesthemodifiedMUSICalgorithmundersensoramplitudeandphaseerrors，anddiscus—sesthesensoramplitudeandphaseerrorsindirection—finding.Thepapersimulatesitwithlineararray.ComputersimulationresultsshowthatthesensoramplitudeandphaseerrorshaveseriouslyeffectonthecapabilityofmodifiedMUSICalgorithm，thushavetOconsiderthesensoramplitudeandphaseerrorsduringtheDOA.Keywords：signalDOAestimation；amplitudeandphaseerrors；modifiedMUSICalgorithm；array1引言近十几年来，在移动通信、电子对抗、雷达等许多领域，基于阵列信号处理的超分辨测向技术已经成为了一个研究热点。其中，在众多的DOA(DirectionofArrival)估计中，Schmidt提出的基于信源协方差矩阵特征分解的MUSIc算法最具有代表性(其估计方差接近cramer—rao下界)I】]。该算法突破了由阵列孔径尺寸大小限制的瑞利限，是一种广泛使用的超分辨测向算法。但是，MUSIC算法在低SNR(信噪比)和快拍数较少的情况下难以分辨空间相距较近的信号，并且仅能估计非相干信号源。而对于相干信号源，MUSIC算法将随着信号源间相关性(相关系数)的增加，其性能逐渐恶化，直到完全失效。为此人们提出了修正MUSIC算法口脚，但是该算法在理论推导过程中并没有考虑天线阵元幅相误差的影响，而通过理论分析和仿真实验可以看出，天线阵阵元幅相误差严重影响着修正MUSIC算法的测向性能。2阵列信号模型2.1修正MUSIC算法基本思想考虑均匀线阵由M个无方向性阵元构成(如图I所收稿日期：2006—07—2648示)，阵元间距为d(d≤A／2)，设有N(N＜M)个窄带信号源平面波辐射到线阵上，波长为A，信源方向分别为鼠，晚，…，氏。l2345M-1M图1M元均匀线阵模型则第k次快拍得到的数据向量为：X(走)一AS(忌)+n(矗)志一1，2，…，K(1)式中，x(愚)一[z.(五)，z。(壶)，…，z。(走)]’为M个阵元输出，K为快拍次数。A—Ea(6,)，a(晓)，…，n(靠)]，n(谚)=[1，e叫_，…，一‘””。]’，其中啦一(2n／).)dsin(0~)，i：1，2，…，N。T表示转置，S(走)=[s。(志)，S。(惫)，…S。(忌)]’，S，(七)为第i个平面波的复振幅，”(志)=[，?。(七)，”：(七)，…，T／M(志)]’，n，(忌)为零均值、方差为矿的高斯白噪声，假设信号和噪声以及各个阵元上的噪声互不相关，则阵列输出向量的协方差矩阵R，为：R，一E[X(足)X“(是)]一AR4“+矿IM(2)式中：R。一E[S(是)S“(k)-I，为信号相关矩阵，IM为M阶单