基于电磁矢量传感器阵列的广义旁瓣相消器

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1、58航天电子对抗第27卷第4期基于电磁矢量传感器阵列的广义旁瓣相消器章希睿，杨金金，徐友根，刘志文(北京理工大学信息与电子学院，北京100081)摘要：提出一种基于特殊电磁矢量传感器阵列的广义旁瓣相消器。首先在理论层面推导得到广义旁瓣相消器最优权矢量；针对信号是否在偶极子均匀圆阵处发生极化失配的四种情况进行讨论，进而明确阵列广义旁瓣相消器的适用场合；最后对广义旁瓣相消器和Capon波束形成器进行性能对比。理论分析和仿真实验表明，将广义旁瓣相消器推广到电磁矢量传感器阵列，充分利用信号在极化域的差异，可实现期望和干扰空域信息完全相同情况下的波束形成；在高输入信噪比情况下，广义旁瓣相消器相对于

2、Capon波束形成器对角度估计误差具有更高鲁棒性。关键词：电磁矢量传感器阵列；部分自适应波束形成；广义旁瓣相消器中图分类号：TN911．7文献标识码：AGSC__Beamformerbasedonelectromagneticvector‘。sensorarrayZhangXirui，YangJinjin，XuYougen，LiuZhiwen(SchoolofInformationandElectronics，BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，China)Abstract：OnecertaintypeofGeneralizedSide—

3、lobeCancellerbasedonelectromagneticvector-sensorarrayisproposed．Firstly，theoptimumweightofGSCisinvestigated．Thefourconditionswhetherthesignalsthatareincidentonuniformcirculararrayarepolarization—mismatchhavebeendiscussedinthefollowingcontent．Consequently，theapplicationsituationsofGSC-beamformerha

4、vebeenascertained．Finally，aper—formancecomparisionbetweenGSC-beamformerandCapon-beamformeriSmadetoobtainaresultthatthefor—meroneisrobustertotheangleestimationerrorthanthelatter，especiallywhentheinput—SNRishigh．Bothoftheoreticalanalysisandsimulationresultsshowthat，GSC-beamformerbasedonelectromagne

5、ticvector—sensorarraycancanceltheinterferingsignalssuccessfullyevenwhenallthesignalshavethesamespatialinforma—tions．Keywords：electromagneticvector-sensorarray；partialadaptivebeamforming；GSC—beamformer0引言电磁矢量传感器阵列是一种特殊形式的极化敏感阵列，由若干个指向相同的电磁矢量传感器分布在空间任意位置组成。电磁矢量传感器可分为全电磁矢量图1全电磁矢量传感器结构示意图传感器和残缺电磁矢量传感

6、器1]。全电磁矢量传感器可看作一个6元子阵，它由相位中心重合的三个正传统标量阵列，只能利用信号相干波前中隐含的交偶极子和三个正交磁环组成，可感知入射电磁波信空间相位信息，对信号极化信息完全不敏感；其处理性号在-z、Y和方向上的所有投影分量，如图1所示。能主要与阵列孔径和信号波长相关；在某些特定情况下对于入射信号极化方式还会发生极化失配。反观电磁矢量传感器阵列，既可在微观上感知入射电磁波在}基金项目：国家自然科学基金(61072098，61072099)。不同方向投影分量，又可以在宏观上提取入射信号的收稿日期：2011—04—20空问相干特征。上述两大信息的结合，使得电磁矢量作者简介：章希

7、睿(1984一)，男，博士研究生，主要研究方向为阵列信号处理。传感器阵列在信号参数估计、自适应波束形成等方面2011(4)章希睿，等：基于电磁矢量传感器阵列的广义旁瓣相消器59具有更优秀性能L3]。失配的情况下，需要构建一个阻塞矩阵B来去除X()自适应波束形成在雷达、声纳、通信等领域均有广中的期望信号，即B“a()=0。为此，首先构造子阵泛应用。为了获取更高天线增益和更窄主瓣宽度，在2期望信号导向矢量a。()的正交投影矩阵：工程实现