[发明专利]一种L型二维天线阵列去耦自校正及波达方向估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及天线阵列去耦和波达方向估计技术，特别涉及一种L型二维天线阵列去耦自校正及波达方向估计的方法

背景技术

达波方向估计所要解决的问题就是定位出某一个无线移动信源到达智能天线的方向角度。目前，基于均匀天线阵列的波达方向估计大多数都是一维估计，该类天线只能对0°到180°范围内的信源的一维角度信息进行波达方向估计。而L型均匀天线阵列相较于均匀天线阵列而言，可以借鉴均匀线阵研究成果对0°到360°范围内的信源的二维角度信息进行波达方向估计。但是由于天线阵元之间存在互耦现象，会导致现有的基于特征值分解的算法如MUSIC算法等性能下降，甚至失效。如何消除阵元互耦对估计结果的影响已经成为一类获得重点关注的问题。

目前，天线阵列去耦校正方法主要有两种，一种为有源校正，一种为无源校正。有源校正是利用辅助阵元进行去耦校正，这种方法对辅助阵元的要求较高；无源校正则是通过算法对天线阵列进行去耦校正，估计信号的波达方向，这种方式的估计精度高，但是计算量较大。

2010年，吴彪，陈辉，杨春华发表在《电子学报》的文献“基于L型阵列的方位估计及互耦自校正算法研究”提出了一种天线阵列无源自校正及波达方向估计的方法，该方法将天线阵列的互耦系数矩阵进行分块后利用特征值分解法进行去耦自校正，利用MUSIC算法进行波达方向估计。该方法虽然取得了一定的成效，但存在低信噪比条件下，去耦效果和波达方向估计精度差，运算量较高的问题。

发明内容

本发明目的在于：克服已有L型二维天线阵列去耦自校正和波达方向估计在低信噪比条件下估计效果差、运算量较高的缺点。

本发明的技术方案是：提供了一种L型二维天线阵列去耦自校正及波达方向估计的方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1、由L型二维天线阵列参数设计线阵内去耦重构矩阵T1，所述线阵内去耦重构矩阵T₁的表达式为：

β为所述线阵内相邻阵元的相位差，p为所述线阵内互耦自由度，M为所述线阵内包含的阵元数；

步骤2、由L型二维天线阵列参数设计差值矩阵的去耦重构矩阵T₂，所述差值矩阵的去耦重构矩阵T₂表达式为：

T2=0p'=0[β]p'=100ββ20βp'=2]]>

p′为所述线阵间互耦自由度，β为所述线阵内相邻阵元的相位差；

步骤3、利用所述线阵内去耦重构矩阵T₁和差值矩阵的去耦重构矩阵T₂构造天线阵列去耦重构矩阵T；

步骤4、利用所述天线阵列去耦重构矩阵T构造谱峰搜索关系式进行波达方向估计，所述谱峰搜索关系式为：

U_N为所述接收信号的噪声子空间矩阵，为方向角估计值，为俯仰角估计值，T为天线阵列去耦重构矩阵；