如何估计到达角?

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2022-02-20 03:34:30

我模拟了一个相控阵天线。我还模拟了一个点源。我不知道如何在不使用源位置的情况下计算伪谱矢量。Capon 和 Bartlett 等算法使用源的位置来计算自相关矩阵,该矩阵进一步用于计算伪谱。如果首先需要源位置来运行算法,如何估计到达角?

这是代码:

M=6;

sig2=.1;

th1=-3*pi/180;

th2=3*pi/180;

a1=[1];

a2=[1];

一个=[1];

对于 i=2:M

a1=[a1 exp(-1j*i*pi*sin(th1))]; 

a2=[a2 exp(-1j*i*pi*sin(th2))]; 

结尾

A=[a1'a2'];

Rss=[1 0;0 1];

Rrr=A Rss A'+sig2*eye(6);

对于 k=1:180;

th(k)=-pi/6+pi*k/(3*180);

清除一个

一个=[1];

对于 jj=2:M

  a = [a exp(-1j*jj*pi*sin(th(k)))]; 

结尾

P(k)=实数(1./(conj(a)*inv(Rrr)*a.'));

结尾

数字;

绘图(th*180/pi,10*log10(P/max(P)),'k')

网格上

xlabel('角度')

ylabel('|P(\theta)| (dB)')

1个回答

如何估计到达角?

线阵天线的角度估计是基于目标位置和天线元件之间的相对相位变化。天线元件之间空间维度的这种相位变化将为您提供目标的位置(以角度为单位)。

因此,通过阵列天线获得角度的基本方法是对天线元件执行快速傅里叶变换 (FFT)。这种传统方法为您提供目标的角度,但角度分辨率非常粗略(大约 2/N 弧度)(使用线性阵列上的 FFT 的角度分辨率

为了获得更高分辨率的角度,我们可以使用 CAPON 波束形成器或 MUSIC、ESPIRIT 等超分辨率算法。

为了回答你的问题,

Capon 和 Bartlett 等算法使用源的位置来计算自相关矩阵,该矩阵进一步用于计算伪谱

这并不完全正确,因为空间维度中的自相关矩阵是 CAPON 波束形成器的输入,并且在此之前算法不知道目标的位置。

目标的到达角是通过采用可能的到达方向集来确定的,然后抑制未考虑的另一个方向。必须扫描所有可能的到达方向(使用阵列流形矩阵),然后使用频谱估计到达方向(通常选择最高峰)。

供您参考:

CAPON的算法如下:

  1. 采用自相关 (A)(在天线元件之间)
  2. 取自相关矩阵(Ainv)的逆
  3. 创建数组流形矩阵 (M)
  4. 使用 = 获得 capon 谱1/ ((hermitian(M) * Ainv * M),其中 Hermitian 运算是共轭转置。
  5. 寻找峰值频谱位置(提供到达角)

如果首先需要源位置来运行算法,如何估计到达角?

所以我们不需要知道源维度,但我们必须在可能的源位置/方向中找到它(获得实际方向与可能方向的最大似然)