極化敏感陣列在檢測能力、抗干擾能力、分辨力等方面表現(xiàn)優(yōu)越,因此在軍事領(lǐng)域和民用電子領(lǐng)域具有極佳的價值和廣泛的應(yīng)用前景。在極化敏感陣列信號處理研究領(lǐng)域,學(xué)者們通常直接將適用于標(biāo)量陣列的參數(shù)估計方法直接拓展維度應(yīng)用到矢量陣列,這樣使得極化敏感陣列的正交特性并沒有得到充分的利用。本文將針對極化敏感陣列的多個信號入射情況下的空域信息和極化域信息估計算法進(jìn)行研究,并探索互質(zhì)陣、L型陣列和均勻圓陣的參數(shù)估計。針對均勻線陣極化敏感陣列參數(shù)估計,基于四元數(shù)模型給出了聯(lián)合參數(shù)估計算法,仿真實驗表明Q-MUSIC算法能夠很好的保留極化敏感陣列的正交特性,算法精確度要高于Lv-MUSIC算法和極化ESPRIT算法。在此基礎(chǔ)上。引入壓縮感知理論,通過接收信號的協(xié)方差矩陣和互協(xié)方差矩陣的₁l-范數(shù)分解求解空間到達(dá)角信息,再通過稀疏重構(gòu)方法重構(gòu)接收向量,得到極化參數(shù)的估計,最后通過實驗仿真驗證基于壓縮感知的估計算法性能優(yōu)于Lv-MUSIC算法和極化ESPRIT算法。為了提高陣元的利用效率,引入互質(zhì)陣極化敏感陣列進(jìn)行參數(shù)估計算法的研究。虛擬陣列的陣元數(shù)要多于物理陣元數(shù),由于三正交偶極子陣列可以... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

電磁信號傳播示意圖

第二章極化敏感陣列接收信號模型7因此，電嘗磁場在直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)矢量為：21j12sincoscoscoscossin0sincoscoscossinsincossincossin0xyzxyzEEEEHEreHH==vvvv(2-8)2.2幾種常見的極化敏感陣列將極化敏感陣元在空間排列，分別進(jìn)行空域采樣和極化域采樣�？沼虿蓸邮侵竿ㄟ^同一時刻不同位置陣元接收信號的相位差觀測，采樣到的數(shù)據(jù)中包括了信號的空域信息；極化域采樣是指針對極化敏感陣元的相位差進(jìn)行觀測，獲得極化信息。極化敏感陣列的幾何結(jié)構(gòu)在理論研究上是多樣的，在工程應(yīng)用上，一般為線陣、L型陣列、圓陣和面陣等。本文將重點研究線陣和圓陣。2.2.1極化敏感陣元極化敏感陣元理論上是由基本電偶極子和磁偶極子沿一定方向組合而成，每個極子同時發(fā)揮作用，由此可以獲取空域信息和極化域信息。由沿三個方向放置的電偶極子和三個方向放置磁偶極子組成的一個完備的三正交偶極子天線，示意圖如下圖2-2三正交偶極子天線在電場方向確定的情況下，由于電場與傳播方向垂直，因此三個電偶極子接收信號存在冗余，三個磁偶極子同理存在冗余。而又因為電嘗磁場和玻印廷矢量之間存在叉乘關(guān)系，電場和磁場之間也存在冗余。出于陣元構(gòu)造成本考慮，可以根據(jù)

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文8需要可以選取部分振子構(gòu)成極化敏感陣元，由于電磁信號極化信息至少需要通過兩個方向的極子才能獲得，因此基本極化敏感陣元至少包括兩個極子。從理論上來說，各個電偶極子或磁偶極子要求放在同一位置，但是在實際應(yīng)用中。由于加工工藝的限制，各個基本極子放在同一位置是不可能的。另外，由于電磁感應(yīng)，基本極子位置太近時會產(chǎn)生電磁耦合現(xiàn)象，導(dǎo)致信息獲取不完整。幾種常見的極化敏感陣元的結(jié)構(gòu)見下圖。（a）（b）（c）圖2-3三種極化敏感陣元示意圖（a）三正交電偶極子；（b）兩正交電偶極子；（c）單個磁偶極子和電偶極子正交結(jié)構(gòu)極化敏感陣列由極化敏感陣元在空間上的排布構(gòu)成，陣元位置是任意的，陣列的形狀也不受限定。根據(jù)陣元接收信號相位差和極化信息分別得到空域信息和極化域信息。根據(jù)陣列之間的幾何關(guān)系，大致可以分為線陣、圓陣、平面陣以及立體陣，甚至還有三角陣和不規(guī)則陣等�？紤]工程應(yīng)用，本文著重介紹均勻線陣、均勻圓陣、L型陣列和互質(zhì)陣。2.2.2均勻直線陣列模型如下圖2-4所示，均勻直線陣列（UniformLinearArray，ULA）由N個相同陣元組成，任意兩個陣元間的間距均為d，以陣元1為參考，入射信號角度為，接收到的信號在兩陣元間的相位差為d=dsin。圖2-4均勻直線陣列模型假設(shè)一個可表示為s(t)以入射角度入射到均勻線陣上，以第一個陣元為參考，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于降維處理的MUSIC二維DOA估計算法[J]. 張鐵峰,吉波.  現(xiàn)代導(dǎo)航. 2018(03)
[2]極化敏感線陣的模值約束降維Root-MUSIC算法[J]. 李會勇,張遠(yuǎn)芳,謝菊蘭.  信號處理. 2016(02)
[3]基于降維四元旋轉(zhuǎn)不變子空間算法的波達(dá)角估計[J]. 趙繼超,陶海紅,高志奇.  電波科學(xué)學(xué)報. 2015(03)
[4]極化域-空域聯(lián)合的四元數(shù)APES波束形成算法[J]. 李會勇,劉芳,王宇,樊勇,何子述.  信號處理. 2014(10)
[5]一種改進(jìn)的極化域-空域聯(lián)合的自適應(yīng)波束形成算法[J]. 郭玉華,常青美,余道杰,岳彩青.  電子學(xué)報. 2012(06)
[6]基于四元數(shù)的Root-MUSIC的雙基地MIMO雷達(dá)中角度估計算法[J]. 李建峰,張小飛,汪飛.  電子與信息學(xué)報. 2012(02)
[7]壓縮感知研究[J]. 戴瓊海,付長軍,季向陽.  計算機學(xué)報. 2011(03)

博士論文
[1]極化敏感陣列信號處理的研究[D]. 徐振海.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2004

碩士論文
[1]機載電磁矢量傳感器DOA與極化參數(shù)估計的研究[D]. 張雷.吉林大學(xué) 2009
[2]基于極化敏感陣列的TDD CDMA系統(tǒng)多參數(shù)聯(lián)合估計算法研究[D]. 徐麗娜.吉林大學(xué) 2008



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