非均匀阵智能天线测向研究

智能天线能够根据信号的来波方向,自适应地调整天线阵方向图,具有减少干扰、增加系统容量、降低发射功率等优点。用户来波方向DOA(Direction of Arrival)是调整天线各阵元的权值,下行波束赋形的关键参数。大多数DOA估计方法是基于均匀阵的。由于均匀阵的阵元间距一般取半波长,所以当阵元数目确定后天线的孔径也就随之被限定了。本文采用阵元间距不等的非均匀线阵代替均匀线阵进行测向,从而在相同阵元数的前提下得到更大的孔径。 本文改进了几种典型的测向方法,包括波束形成算法、多重信号特征法和Capon最小方差法,实现了基于以上方法的非均匀阵测向。通过比较三种方法的性能,找出一种比较适合非均匀阵测向的方法。在此基础上进一步分析了应用非均匀阵测向的优缺点,比较了非均匀阵和均匀阵的测向性能。本文就如何提高非均匀阵角度估计能力进行了广泛的尝试和研究。从三种不同的角度,提出了优化非均匀阵阵列排布的方法,包括仿真实验法、阵元微调法、最小冗余度法。计算机仿真结果表明这三种方法是行之有效的。本文还改进了经典的空间平滑去相关方法,实现了利用非均匀阵对相关信号来波方向的估计。 关于非均匀阵的研究国内尚为数不多,本文成功地实现了利用非均匀阵估计独立信号和相关信号,并且在提高非均匀阵测向性能方面给出了三种行之有效的方法。