吉林大学学报(工学版) ›› 2016, Vol. 46 ›› Issue (6): 2087-2093.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201606044

• • 上一篇    下一篇

极化敏感阵列取向误差校正

窦慧晶, 郭彩环, 张少飞, 张雪   

  1. 北京工业大学 电子信息与控制工程学院,北京100124
  • 收稿日期:2015-04-01 出版日期:2016-11-20 发布日期:2016-11-20
  • 作者简介:窦慧晶 (1969-),女,副教授,博士.研究方向:阵列信号处理,信号参量估计.E-mail:dhuijing@bjut.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(61171137); 北京市教委科研发展计划项目(KM201210005001)

Study on misorientation calibration of polarization sensitive arrays

DOU Hui-jing, GUO Cai-huan, ZHANG Shao-fei, ZHANG Xue   

  1. College of Electronic Information and Control Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124,China
  • Received:2015-04-01 Online:2016-11-20 Published:2016-11-20

摘要: 针对实际应用的场合中阵元存在取向误差而必须校正的问题,本文基于极化敏感阵列的到达角(DOA)和极化参数估计算法提出了Taylor近似迭代估计方法,即对阵元进行多次一阶Taylor展开估计校正,得到阵列取向误差矩阵。仿真结果表明:该方法得到的校正矩阵对数据校正后DOA和极化参数估计值与信号真实值吻合得很好。

关键词: 通信技术, 极化敏感阵列, 取向误差, 空间到达角, 校正

Abstract: Most existing Direction-of-arrival (DOA) and polarization estimation methods, which are based on polarization sensitive array, generally assume that array element orient the referenced Cartesian coordinates strictly, that is no misorientation. However, in practical applications array elements have misorientations, and it is necessary to calibrate the misorientations. To solve this problem, a Taylor approximate expansion iterative method is proposed. It uses the first-order Taylor approximate expansion to calibrate the array elements repeatedly to get the array's misorientation matrix. The simulation results show that the estimation of DOA and polarization are quite close to the true values by using the proposed method.

Key words: communication, polarization sensitive array, misorientation, direction-of-arrival, calibration

中图分类号: 

  • TN911
[1] Wong K T, Li L. Root-MUSIC-based direction-finding and polarization estimation using diversely polarized possibly collocated antennas[J]. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, 2004, 3(1): 129-132.
[2] 郭英,高梅,张树银,等. 基于旋转不变子空间原理的共形阵列DOA与极化状态联合估计[J].上海交通大学学报,2013,47(7):1137-1141.
Guo Ying, Gao Mei, Zhang Shu-yin,et al. DOA and polarization estimation with conformal array based on ESPRIT[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2013, 47(7): 1137-1141.
[3] 郑均杰,刘国峰,王晓东. 一种适用于任意阵列的极化和二维DOA联合估计算法[J].海军航空工程学院学报,2014,29(2):136-140.
Zheng Jun-jie, Liu Guo-feng, Wang Xiao-dong. Joint signal polarization and DOA estimation method for arbitrary array[J]. Journal of Naval Aeronautical and Astronautical, 2014, 29(2): 136-140.
[4] 刘芳,李会勇. 基于单电磁矢量传感器的多参数联合估计[J].电子信息对抗技术,2014,29(2):6-8.
Liu Fang, Li Hui-yong. Multi-parameters estimation based on Uni-Vector sensor[J]. Electronic Information Warfare Technology, 2014, 29(2): 6-8.
[5] 王桂宝,陶海红,王兰美. 电磁矢量传感器取向误差自校正方法[J].西安电子科技大学学报,2012,39(6):66-69.
Wang Gui-bao, Tao Hai-hong, Wang Lan-mei. Calibration for electromagnetic vector sensor array misoriention[J]. Journal of Shanghai Xidian University, 2012, 39(6): 66-69.
[6] Wong K T, Zoltowski M D. Closed-form direction finding and polarization estimation with arbitrarily spaced electromagnetic vector-sensors at unknown locations[J]. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 2000, 48(5): 671-680.
[7] 黄家才,陶建武,温秀兰. 电磁矢量传感器原位误差校正方法[J].电子学报,2009,37(2):351-356.
Huang Jia-cai, Tao Jian-wu, Wen Xiu-lan. Calibration algorithm against orientation errors of electromagnetic vector sensor[J]. Acta Electronica Sinica, 2009, 37(2):351-356.
[8] Wang Lan-mei, You Na, Wei Tao-li. Taylor series approximation for estimation of vector sensor array misorientation[C]∥Antennas Propagation and EM Theory (ISAPE), Guangzhou,China, 2010:1224-1226.
[9] 张锐戈,王兰美,王宗. 矢量天线阵元方向不一致的误差校正[J].数据采集与处理,2009,24(3):345-349.
Zhang Rui-ge, Wang Lan-mei, Wang Zong. Error calibration and remedy for eletromagnetic-vector sensor array misorientation[J]. Journal of Data Acquisition, 2009, 24(3): 345-349.
[10] 黄家才,陶建武,温秀兰. 原位误差情况下DOA和极化参数盲估计[J].电波科学学报,2009,24(1):179-184.
Huang Jia-cai, Tao Jian-wu, Wen Xiu-lan. Blind DOA and polarization estimation against orientation errors of vector sensor[J]. Chinese Journal of Radio Science, 2009, 24(1): 179-184.
[11] 王兰美,王洪洋,廖桂生,等. 提高信号到达角估计精度的新方法[J].电波科学学报,2005,20(1):91-94.
Wang Lan-mei, Wang Hong-yang, Liao Gui-sheng et al. Novel method for estimation of the angles of arrival based on vector sensors[J]. Chinese Journal of Radio Science, 2005, 20(1): 91-94.
[12] 李新波,李晓青,刘国君,等. 用于声矢量阵列波达方向估计的四元数最小范数法[J]. 光学精密工程,2014,22(7):1969-1975.
Li Xin-bo, Li Xiao-qing, Liu Guo-jun,et al. Quaternion min-norm algorithm for DOA estimation with acoustic vector sensor array[J]. Optics and Precision Engineering, 2014,22(7):1969-1975.
[1] 周彦果,张海林,陈瑞瑞,周韬. 协作网络中采用双层博弈的资源分配方案[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1879-1886.
[2] 孙晓颖, 扈泽正, 杨锦鹏. 基于分层贝叶斯网络的车辆发动机系统电磁脉冲敏感度评估[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1254-1264.
[3] 董颖, 崔梦瑶, 吴昊, 王雨后. 基于能量预测的分簇可充电无线传感器网络充电调度[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1265-1273.
[4] 牟宗磊, 宋萍, 翟亚宇, 陈晓笑. 分布式测试系统同步触发脉冲传输时延的高精度测量方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1274-1281.
[5] 丁宁, 常玉春, 赵健博, 王超, 杨小天. 基于USB 3.0的高速CMOS图像传感器数据采集系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1298-1304.
[6] 陈瑞瑞, 张海林. 三维毫米波通信系统的性能分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 605-609.
[7] 张超逸, 李金海, 阎跃鹏. 双门限唐检测改进算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 610-617.
[8] 关济实, 石要武, 邱建文, 单泽彪, 史红伟. α稳定分布特征指数估计算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 618-624.
[9] 李炜, 李亚洁. 基于离散事件触发通信机制的非均匀传输网络化控制系统故障调节与通信满意协同设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 245-258.
[10] 孙晓颖, 王震, 杨锦鹏, 扈泽正, 陈建. 基于贝叶斯网络的电子节气门电磁敏感度评估[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 281-289.
[11] 武伟, 王世刚, 赵岩, 韦健, 钟诚. 蜂窝式立体元图像阵列的生成[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 290-294.
[12] 袁建国, 张锡若, 邱飘玉, 王永, 庞宇, 林金朝. OFDM系统中利用循环前缀的非迭代相位噪声抑制算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 295-300.
[13] 王金鹏, 曹帆, 贺晓阳, 邹念育. 基于多址干扰和蜂窝间互扰分布的多载波系统联合接收方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 301-305.
[14] 石文孝, 孙浩然, 王少博. 无线Mesh网络信道分配与路由度量联合优化算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1918-1925.
[15] 姜来为, 沙学军, 吴宣利, 张乃通. LTE-A异构网络中新的用户选择接入和资源分配联合方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1926-1932.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 刘松山, 王庆年, 王伟华, 林鑫. 惯性质量对馈能悬架阻尼特性和幅频特性的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 557 -563 .
[2] 初亮, 王彦波, 祁富伟, 张永生. 用于制动压力精确控制的进液阀控制方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 564 -570 .
[3] 李静, 王子涵, 余春贤, 韩佐悦, 孙博华. 硬件在环试验台整车状态跟随控制系统设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 577 -583 .
[4] 胡兴军, 李腾飞, 王靖宇, 杨博, 郭鹏, 廖磊. 尾板对重型载货汽车尾部流场的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 595 -601 .
[5] 王同建, 陈晋市, 赵锋, 赵庆波, 刘昕晖, 袁华山. 全液压转向系统机液联合仿真及试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 607 -612 .
[6] 张春勤, 姜桂艳, 吴正言. 机动车出行者出发时间选择的影响因素[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 626 -632 .
[7] 马万经, 谢涵洲. 双停车线进口道主、预信号配时协调控制模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 633 -639 .
[8] 于德新, 仝倩, 杨兆升, 高鹏. 重大灾害条件下应急交通疏散时间预测模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 654 -658 .
[9] 肖赟, 雷俊卿, 张坤, 李忠三. 多级变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁刚度退化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 665 -670 .
[10] 肖锐, 邓宗才, 兰明章, 申臣良. 不掺硅粉的活性粉末混凝土配合比试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 671 -676 .