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一种基于旋转测量的阵列幅相误差校正新方法

程丰 龚子平 张驰 万显荣

程丰, 龚子平, 张驰, 万显荣. 一种基于旋转测量的阵列幅相误差校正新方法[J]. 电子与信息学报, 2017, 39(8): 1899-1905. doi: 10.11999/JEIT161058
引用本文: 程丰, 龚子平, 张驰, 万显荣. 一种基于旋转测量的阵列幅相误差校正新方法[J]. 电子与信息学报, 2017, 39(8): 1899-1905. doi: 10.11999/JEIT161058
CHENG Feng, GONG Ziping, ZHANG Chi, WAN Xianrong. A New Rotation Measurement-based Method for Array Gain-phase Errors Calibration[J]. Journal of Electronics and Information Technology, 2017, 39(8): 1899-1905. doi: 10.11999/JEIT161058
Citation: CHENG Feng, GONG Ziping, ZHANG Chi, WAN Xianrong. A New Rotation Measurement-based Method for Array Gain-phase Errors Calibration[J]. Journal of Electronics and Information Technology, 2017, 39(8): 1899-1905. doi: 10.11999/JEIT161058

一种基于旋转测量的阵列幅相误差校正新方法

doi: 10.11999/JEIT161058
基金项目: 

CEMEE国家重点实验室主任基金(CEMEE2014 Z0101B),国家自然科学基金(U1333106, 61331012, 61371197),国家重点研发计划(2016YFB0502403)

A New Rotation Measurement-based Method for Array Gain-phase Errors Calibration

Funds: 

The Director Foundation of The State Key Laboratory of CEMEE (CEMEE2014Z0101B), The National Natural Science Foundation of China (U1333106, 61331012, 61371197), The National Key RD Plan (2016YFB0502403)

  • 摘要: 校正源信号方向角不容易精确测量,限制了阵列有源校正方法的精度。另一方面,无源校正方法难以应用于存在大阵列误差的场合,其实际应用也受到严重限制。该文提出一种基于旋转测量的阵列幅相误差校正新方法,无需测量校正源信号方向角就能获得较高的校正精度。该方法利用已知的阵列旋转角度,基于最大似然准则获得阵列幅相误差、校正源信号方向角及其复振幅的无模糊估计。相对于校正源信号方向角,阵列旋转角度通过专用测试转台更容易精确测量,因此该方法能以较小的代价获得很高的校正精度。仿真实验验证了该方法的有效性和通用性。
  • [1] KRIM H and VIBERG M. Two decades of array signal processing research[J]. IEEE Signal Processing Magazine, 1996, 13(4): 67-94. doi:  10.1109/79.526899.
    [2] SWINDLEHURST A and KAILATH T. A performance analysis of subspace based method in the presence of model errors, part I: The MUSIC algorithm[J]. IEEE Transactions on Signal Processing, 1992, 40(7): 1758-1774. doi: 10.1109/ 78.143447.
    [3] FERROL A, LARZABAL P, and VIBERG M. Statistical analysis of the MUSIC algorithm in the presence of modeling errors, taking into account the resolution probability[J]. IEEE Transactions on Signal Processing, 2010, 58(8): 4156-4166. doi:  10.1109/TSP.2010.2049263.
    [4] 曹圣红. 存在阵列误差条件下波达方向估计算法研究[D]. [博士论文], 中国科学技术大学, 2014.
    [5] CAO Shenghong. Direction of arrival estimation algorithms in the presence of array error[D]. [Ph.D. dissertation], University of Science and Technology of China, 2014.
    [6] 闫路. 基于阵列误差分析的稳健自适应波束形成算法研究[D]. [硕士论文], 北京理工大学, 2015.
    [7] YAN Lu. Research on robust adaptive beamforming based on analysis of array error[D]. [Master dissertation], Beijing Institute of Technology, 2015.
    [8] 王永良, 陈辉, 彭应宁, 等. 空间谱估计理论与算法[M]. 北京: 清华大学出版社, 2004: 415-465.
    [9] WANG Yongliang, CHEN Hui, PENG Yingning, et al. Spatial Spectrum Estimation Theory and Algorithms[M]. Beijing: Tsinghua University Press, 2004: 415-465.
    [10] TUNCER E and FRIEDLANDER B. Classical and Modern Direction-of-Arrival Estimation[M]. Burlington, MA: Academic, 2009: 93-124.
    [11] 刘书. 波达方向估计中阵列误差联合校正算法研究[D]. [硕士论文], 重庆大学, 2015.
    [12] LIU Shu. The research of joint calibration algorithms in DOA estimation[D]. [Master dissertation], Chongqing University, 2015.
    [13] 张驰. 传感器阵列幅相误差校正方法研究[D]. [硕士论文], 武汉大学, 2015.
    [14] ZHANG Chi. Research on sensor array calibration techniques of amplitude and phase error[D]. [Master dissertation], Wuhan University, 2015.
    [15] NG B C and SEE C M S. Sensor-array calibration using a maximum likelihood approach[J]. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 1996, 44(6): 827-835. doi: 10.1109 /8.509886.
    [16] STAVROPOULOS K V and MANIKAS A. Array calibration in the presence of unknown sensor characteristics and mutual coupling[C]. Proceedings of the European Signal Processing Conference, Tampere, Finland, 2000, 3: 1417-1420.
    [17] 王鼎, 吴瑛. 多径条件下的乘性阵列误差有源校正算法[J]. 中国科学: 信息科学, 2015, 45(2): 270-288. doi: 10.1360/ N112013-00060.
    [18] WANG Ding and WU Ying. The multiplicative array errors calibration algorithms in the presence of multipath[J]. Scientia Sinica Informationis, 2015, 45(2): 270-288. doi:  10.1360/N112013-00060.
    [19] 张柯, 程菊明, 付进. 阵列通道不一致性误差快速有源校正算法[J]. 电子与信息学报, 2015, 37(9): 2110-2116. doi: 10.11999 /JEIT141651.
    [20] ZHANG Ke, CHENG Juming, and FU Jin. Fast active error calibration algorithm for array channel uncertainty[J]. Journal of Electronics Information Technology, 2015, 37(9): 2110-2116. doi:  10.11999/JEIT141651.
    [21] 王敏, 马晓川, 鄢社锋, 等. 阵列幅度/相位误差的有源校正新方法[J]. 信号处理, 2015, 31(11): 1389-1395. doi: 10.3969/ j.issn.1003-0530.2015.11.001.
    [22] WANG Min, MA Xiaochuan, YAN Shefeng, et al. New calibration method for array gain and phase errors with signal sources[J]. Journal of Signal Processsing, 2015, 31(11): 1389-1395. doi:  10.3969/j.issn.1003-0530.2015.11.001.
    [23] LI Qiong, GAN Long, and YE Zhongfu. An overview of self- calibration in sensor array processing[C]. 6th International Symposium on Antennas, Propagation and the EM Theory Proceedings, Beijing, 2003: 279-282. doi: 10.1109/ISAPE. 2003.1276682.
    [24] FRIEDLANDER B and WEISS A J. Direction finding in the presence of mutual coupling[J]. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 1991, 39(3): 273-284. doi: 10.1109 /8.76322.
    [25] LIU Aifei, LIAO Guisheng, ZENG Cao, et al. An eigenstructure method for estimating DOA and sensor gain- phase errors[J]. IEEE Transactions on Signal Processing, 2011, 59(12): 5944-5956. doi:  10.1109/TSP.2011.2165064.
    [26] DAI Zheng, SU Weimin, GU Hong, et al. Sensor gain-phase errors estimation using disjoint sources in unknown directions[J]. IEEE Sensors Journal, 2016, 16(10): 3724-3730. doi:  10.1109/JSEN.2016.2531282.
    [27] 景小荣, 杨洋, 张祖凡, 等. 高斯噪声背景下多用户波达方向估计与互耦自校正[J]. 电子与信息学报, 2014, 36(5): 1266-1270. doi:  10.3724/SP.J.1146.2013.01042.
    [28] JING Xiaorong, YANG Yang, ZHANG Zufan, et al. Multiuser DOA estimation and mutual coupling error self-calibration in Gaussian noise backgrounds[J]. Journal of Electronics Information Technology, 2014, 36(5): 1266-1270. doi: 10.3724 /SP.J.1146.2013.01042.
    [29] HUNG E K L. A critical study of a self-calibrating direction- finding method for arrays[J]. IEEE Transactions on Signal Processing, 1994, 42(2): 471-474. doi:  10.1109/78.275633.
    [30] FLIELLER A, FERROL A, LARZABAL P, et al. Robust bearing estimation in the presence of direction-dependent modelling errors: Identiability and treatment[C]. IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing, Detroit, USA, 1995, 3: 1884-1887. doi: 10.1109 /ICASSP.1995.480579.
    [31] KAY S M. Fundamentals of Statistical Signal Processing: Estimation Theory[M]. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1993: 254260.
    [32] 张贤达. 矩阵分析与应用[M]. 北京: 清华大学出版社, 2004: 101-105.
    [33] ZHANG Xianda. Matrix Analysis and Applications[M]. Beijing: Tsinghua University Press, 2004: 101-105.
    [34] 张建新. 天线测试转台的结构设计及对准误差分析研究[D]. [硕士论文], 哈尔滨工业大学, 2015.
    [35] ZHANG Jianxin. Structure design and alignment error analysis of the antenna test turntable[D]. [Master dissertation], Harbin Institute of Technology, 2015.
  • [1] 陈金铭, 王彤, 吴建新, 刘晓瑜.  基于特显点的机载分布式相参雷达同步误差校正方法, 电子与信息学报. doi: 10.11999/JEIT190694
    [2] 李存勖, 陈伯孝.  基于空域稀疏性的方位依赖阵列误差校正算法, 电子与信息学报. doi: 10.11999/JEIT161318
    [3] 王沛, 王翔宇, 李宁, 禹卫东, 王宇.  超高分辨率机载SAR高精度子带拼接与处理方法研究, 电子与信息学报. doi: 10.11999/JEIT170093
    [4] 刘源, 纠博, 刘宏伟, 夏香根.  基于杂波的收发分置MIMO雷达阵列位置误差联合校正方法, 电子与信息学报. doi: 10.11999/JEIT150347
    [5] 张柯, 程菊明, 付进.  阵列通道不一致性误差快速有源校正算法, 电子与信息学报. doi: 10.11999/JEIT141651
    [6] 杨晓琳, 谭维贤, 林赟, 王彦平, 洪文.  基于单特显点调频连续波阵列SAR系统幅相误差校正方法研究, 电子与信息学报. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01963
    [7] 张学敬, 杨志伟, 廖桂生.  共形阵列幅相误差校正快速算法, 电子与信息学报. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01025
    [8] 袁自月, 牛一鸣, 杨国, 吴文.  一种阵列天线阵元幅相、位置误差校正方法, 电子与信息学报. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01807
    [9] 贾颖新, 王岩飞.  一种宽带多通道合成孔径雷达系统幅相特性测量与校正方法, 电子与信息学报. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01064
    [10] 汪玲, 殷吉昊, 陈天麒.  宽带相干信源DOA估计及其阵列校正方法, 电子与信息学报. doi: 10.3724/SP.J.1146.2007.00051
    [11] 赵红梅, 王华力, 牟善祥, 张忠传, 李成国.  星载DBF Tx射频通道幅相误差校正, 电子与信息学报. doi: 10.3724/SP.J.1146.2007.00895
    [12] 俞根苗, 邓海涛, 吴顺君.  弹载SAR图像几何失真校正误差分析, 电子与信息学报. doi: 10.3724/SP.J.1146.2005.00932
    [13] 董志飞, 柯亨玉, 董晓辉.  基于海洋回波的高频地波雷达阵列幅相误差校准, 电子与信息学报. doi: 10.3724/SP.J.1146.2005.01527
    [14] 李有明, 王让定, 文化峰.  均匀直线阵幅相误差校正的扰动分析及最优化算法, 电子与信息学报. doi: 10.3724/SP.J.1146.2005.01611
    [15] 王兰美, 廖桂生, 王洪洋.  矢量传感器误差校正与补偿, 电子与信息学报.
    [16] 苏洪涛, 张守宏, 保铮.  发射阵列互耦及幅相误差校正, 电子与信息学报.
    [17] 矫伟, 梁兴东, 丁赤飚.  基于内定标信号的合成孔径雷达系统幅相误差的提取和校正, 电子与信息学报.
    [18] 王炎, 徐善驾.  发射阵列互耦校正, 电子与信息学报.
    [19] 张兴敢, 朱兆达.  用DSP实现相参处理器I/Q通道幅相误差自动校正, 电子与信息学报.
    [20] 张铭, 朱兆达.  无需准确已知校正源方向的阵列通道不一致的单源校正法, 电子与信息学报.
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    出版历程
    • 收稿日期:  2016-10-12
    • 修回日期:  2017-04-24
    • 刊出日期:  2017-08-19

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