本发明涉及阵列天线布局,特别涉及一种用于非圆信号doa估计的孔洞填充嵌套阵列天线结构。
背景技术:
1、阵列信号处理在雷达,声纳和通信等方面有着重要的作用。传统天线布局受到半波长的限制,即阵元间距要小于半波长,因此,在天线数一定的情况下,天线的孔径受到了限制。另外,传统波达方向估计算法可识别的目标数,受限于物理阵列中的天线阵元数目,即自由度。当目标数超过天线阵元数时,很多算法将会失效。
2、当前,稀疏阵列结构的设计受到了广泛的关注,其阵元间距突破了半波长的限制,使得天线孔径得到了极大的扩展,并且能获得很好的角度估计性能的提升,以及可识别目标数的增加。同时,针对非圆信号特性的研究也可以极大地提升估计性能。但是已有的阵列结构产生的和差共阵(sum-difference co-array),即虚拟阵,存在较多的重叠和孔洞导致自由度损失很大。
技术实现思路
1、本发明提供一种用于非圆信号doa估计的孔洞填充嵌套阵列天线结构(improvednested array with hole filling),通过孔洞填充的方法提高了和差共阵的自由度,将其用于非圆信号doa估计,可以得到明显的性能提升。
2、本发明实施例提供一种用于非圆信号doa估计的孔洞填充嵌套阵列天线结构,包括:
3、所述天线结构由一个原点传感器、一个稀疏子阵列、一个均匀子阵列和一个填洞传感器组成,总阵元数为n,各个子阵列的阵元数分别为1、n2、n1和1;
4、所述天线结构阵元位置表示所述天线结构中所有阵元位置的集合,d=λ/2为单位阵元间距,λ为入射信号波长;当所述天线结构达到最大自由度时,n1和n2的取值随阵元数n的奇偶性质不同,取值不同;n为奇数时,n1=(n-1)/2-1,n2=(n-1)/2;n为偶数时,n1=n/2-2,n2=n/2;
5、(n为奇数)或n1n2+4n1-2n2+4(n为偶数);
6、和分别表示阵元数为1、n2、n1和1的子阵列的阵元位置集合,其中<a,b>表示大于等于a且小于等于b的整数值;
7、阵元数为1的原点传感器,阵元位置为
8、阵元数为n2的稀疏子阵的阵元间距为(n1+2)λ/2,阵元位置集合为
9、阵元数为n1的阵元间距为λ/2,阵元位置集合为
10、阵元数为1的填洞传感器,阵元位置为:
11、在本发明的一个实施例中,对于非圆信号而言,所述天线结构的连续自由度为:
12、4n1n2+4n1+8n2-7。
13、本发明实施例的用于非圆信号doa估计的孔洞填充嵌套阵列天线结构,具有以下有益效果:
14、1、利用孔洞填充方法构造了一种嵌套阵列结构,在非圆信号doa估计中,具有很少孔洞,从而获得更高的自由度;
15、2、减少了小阵元间距的天线单元数量,从而减弱了天线阵列中的互耦效应;
16、3、只需两个子阵列和两个单独的阵元,具有天线布局灵活且简单的特点;
17、4、在非圆信号doa估计中,该天线布局能获得更大的和差共阵虚拟阵列孔径、更好的角度估计性能和空间分辨率。
18、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
1.一种用于非圆信号doa估计的孔洞填充嵌套阵列天线结构,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的用于非圆信号doa估计的孔洞填充嵌套阵列天线结构,其特征在于,