基于極化敏感陣列的參數估計及波束形成算法研究.pdf

1、極化敏感陣列(PSA)可以獲取入射電磁波的極化狀態(tài)，相比于標量陣列其具有諸多性能優(yōu)勢，成為近些年來的熱點研究課題之一。然而目前針對極化陣列的處理方法，大多是傳統(tǒng)陣列處理方法的直接拓展，沒有過多利用極化陣列的特殊流型結構，極化陣列處理的性能還有待進一步提高。針對這一問題，本文主要針對極化陣列參數估計和波束形成的方法展開研究，充分利用電偶極子對的正交結構，且基于一種分布式極化陣列布陣模型給出了參數估計和波束形成的方法，并通過計算機仿真給出了

2、實驗結果。
　　針對極化陣列參數估計，同時考慮入射非相干和相干信源的情況。針對非相干信源，給出了常見的Lv-Music和極化ESPRIT參數估計算法，并利用兩分量陣列的流型結構，基于四元數 Music方法完成了參數估計。計算機仿真結果表明基于四元數的方法多參數估計性能優(yōu)于基于復數的方法。針對相干信源，給出了極化陣列空間平滑和極化平滑解相干算法，并給出了二者的改進方法。仿真結果表明文中改進算法具有更低的參數估計均方根誤差和更好的角度

3、分辨力，且改進的極化平滑算法還具有對噪聲的適應性。
　　針對極化陣列波束形成，介紹了聯合濾波的原理和準則，給出了常規(guī)的波束形成和基于四元數的波束形成方法?；谔卣骺臻g的思想，推導了導數約束和零點約束條件下的最優(yōu)加權矢量，并通過仿真驗證不同約束條件對聯合濾波波束方向圖和濾波性能的影響。利用兩分量極化陣列共點分量之間固有的正交特性，推導了基于四元數的波束形成，包括Q-MVDR和Q-APES算法，給出了算法的理論推導得到了最優(yōu)加權矢量的

4、表達式。計算機仿真結果表明，Q-APES算法在目標信號功率較大、快拍數較少、干擾與目標信號相干的情況下都具有穩(wěn)定的波束圖，且在極化陣列存在指向誤差時也表現具有一定的穩(wěn)健性。
　　為了有效減少極化陣列共點分量之間互耦的影響，降低硬件實現的成本和算法處理的復雜度，考慮將兩分量極化陣列陣元各分量在空間交替分散放置。給出了一種分布式極化陣列的布陣模型，利用其流型結構特點完成了參數估計和波束形成方法的理論推導，并與兩分量共點極化陣列和傳統(tǒng)的