-
题名EMVS互质面阵张量波束成形
被引量：9
- 1
-
-
作者
郑航
周成伟
王勇
史治国
-
机构
浙江大学信息与电子工程学院
浙江省协同感知与自主无人系统重点实验室
浙江大学国际联合创新中心
-
出处
《信号处理》
CSCD
北大核心
2024年第2期250-262,共13页
-
基金
国家自然科学基金(62271444,U21A20456,61901413)
浙江省自然科学基金(LZ23F010007)
+1 种基金
浙江大学教育基金会启真人才基金
杭州未来科技城5G开放实验平台。
-
文摘
相比于标量传感器均匀阵列,电磁矢量传感器(electromagnetic vector sensor,EMVS)稀疏阵列能够在降低系统软硬件成本的同时感知更大范围、更高维度的空间信号信息,并通过精尖波束扫描实现信源测向性能的综合提升。然而,传统基于矩阵信号建模的波束成形算法难以利用EMVS接收信号的多维结构化信息,且存在由阵元稀疏排布所引入的虚峰干扰问题。为了应对上述挑战,提出了面向EMVS互质面阵的张量波束成形算法,有效利用了空域互质采样的波束分布特性和张量信号处理的优势实现指向性张量波束扫描测向。具体而言,将EMVS互质面阵中稀疏均匀子面阵的接收信号表示为一对涵盖多维度空间电磁信息的高维张量,并从张量信号空域滤波的准则出发,设计面向稀疏均匀子面阵的张量化最小方差无畸变响应优化问题。为了克服由上述优化问题中张量内积项所造成的传统求解方法失效难题,提出通过张量权重的canonical polyadic分解,将原始张量化最小方差无畸变响应优化问题转换为对应波达方向信息维度与极化状态信息维度的子问题,并基于各子问题的局部最优解设计交替迭代求解方法,以获得张量权重的全局最优解。进而,基于张量空间的质数分解唯一性分析,理论证明一对满足互质阵元排布的稀疏均匀子面阵所对应的虚峰具有互不重叠特性,并提出张量波束功率的互质合成处理方法,以此构造具备精尖主瓣且虚峰抵消的张量波束功率图,从而实现多信源空间方位的精准估计。仿真结果验证了所提EMVS互质面阵张量波束成形算法的有效性。
-
关键词
电磁矢量传感器
互质面阵
张量波束成形
互质合成
信源测向
-
Keywords
electromagnetic vector sensor
coprime planar array
tensor beamforming
coprime synthesis
direction-of-arrival estimation
-
分类号
TN820.5
[电子电信—信息与通信工程]
-
-
题名多维阵列张量模型的鲁棒波束成形方法
- 2
-
-
作者
毕权杨
李旦
张建秋
-
机构
复旦大学信息科学与工程学院
-
出处
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2024年第7期2175-2183,共9页
-
基金
国家自然科学基金(11974082)资助课题。
-
文摘
传统波束成形算法在应对维数较高的多维阵列时,训练快拍数难以满足远大于信号维数这一要求,从而导致波束成形器性能急剧下降。针对这一问题,本文给出了多维阵列输出数据的张量模型,基于多维阵列子维度的可分离性,引入张量波束成形方法,分析了其在训练快拍数需求上具有的优势。然后,基于张量波束成形中子维度干扰协方差矩阵的模型,通过直接估计干扰协方差矩阵实现了一种鲁棒张量波束成形方法。分析表明:该方法可更好地应对非均匀杂波环境以及相干干扰,并得到更高的输出信干噪比,以给出的二维极化敏感阵列为例,所提方法的训练快拍数需求为传统方法的1/3,相干干扰下输出信干噪比提高了约2.5 dB,仿真验证了分析的有效性。
-
关键词
鲁棒波束成形
张量波束成形
多维阵列
相干干扰
-
Keywords
robust beamforming
tensor beamforming
multi-dimensional array
coherent interference
-
分类号
V243.2
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
-
