双矢量传感器近场源定位

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1、第27卷第6期航天电子对抗41双矢量传感器近场源定位*章希睿，刘术华，徐友根，刘志文(北京理工大学信息与电子学院，北京100081)摘要：针对近场源测向系统，提出了一种基于矢量传感器对的亏秩定位算法。该算法能实现信号角度、距离和极化参数的闭式估计，计算量低；无需对相位延迟项进行菲涅尔近似，而且没有忽略不同空间位置处传感器对于信号源观测视角的差异，进而降低信号源距离阵列接收系统较近时存在的误差，更适合甚近场条件下的定位。仿真结果表明该亏秩算法在低信噪比和短快拍数情况下性能良好。此外，信号距离估计的几何方法在估计精度和计算复杂度

2、两方面均优于子空问方法，因而适用于实时性要求较高的硬件系统。关键词：矢量传感器；近场源；菲涅尔近似；亏秩算法．中图分类号：TN911．7文献标识码：ANear-fieldsourcelocalizationusingavector-sensorpairZhangXirui，LiuShuhua，XuYougen，LiuZhiwen(SchoolofInformationandElectronics，BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，China)Abstract：Acomput

3、ationallyefficientrank-reductionbasednear-fieldsourcelocalizationalgorithmispro—posed，whichisofclosed—forminjointestimationofangle，rangeandpolarization．Itisespeciallysuitableforthecaseofvery-near-fieldsourcessincethecustomaryFresnelapproximationishereinavoided．More

4、over·theobservationangledifferencesbetweenvariantsensorsarenotignoredSOthattheerrorswhicharesignificantespeciallyinthecaseofvery-near-fieldsourcesarereduced．SimulationresultsshowthatthealgorithmhasagoodperformanceinthedifficultcaseoflowSNRvaluesandshortdata—length．

5、Furthermore，thegeometricmethodbaseddistanceestimationhasasuperiorperformancetothesubspacemethodonbothofestimationac—curacyandcalculationcomplexitySOthatitissuitableforthehardwaresystemshavingaparticularrequirementofreal-timeprocessing．KeyWOrdS：vector-sensor；near-fi

6、eldsource；fresnelapproximation；rank-reductionalgorithm0弓1-'-位算法。基于极化敏感矢量阵列的近场源定位问题近年来日益受到关注[1~8]。在具体的算法实现中，现有工作无一例外地进行了菲涅耳近似．即将信号波场在不同传感器间传播所需时延中二阶以上项加以舍弃；另外。这些工作还假定信号源相对于不同传感器的角度差异可以忽略。上述这两个额外要求在信号源距离阵列接收系统较近时将引入较大的误差。鉴于此，本文将亏秩原理引入矢量阵列近场源定位问题中，研究无需进行菲涅尔近似也无需忽略传感器视

7、角差异的近场源定*基金项目：国家自然科学基金(61072098．61072099)收稿日期?2011—05—30；2011—08—20修回。作者简介：章希謇(1984一)，男。博士研究生，主要研究方向为阵列信号处理。1信号模型考虑图1所示位于工轴间隔为d的全电磁矢量传感器对，以及K个互不相关且均位于xy平面内的近场窄带信号源h(f))川～。，其中第忌个信号源相对于阵元0的DOA和距离分别为最和^，相对于阵元lJnA3黝九叭■、弋矿令?0＼＼图1全电磁矢量传感器对的阵列空间结构42航天电子对抗2011(6)的DOA为机，扫过矢

8、量传感器对的相位延迟为：讼厶=2兀((一+d2—2drkcosok)皇一“)／；t(1)式中A为信号波长。阵元0和阵元1的输出矢量分别可写成：勘(f)=∑aos^(f)+咒o(￡)(2)工l(f)=∑alsI(t)+挖1(f)(3)式中，no=9(最)矗(妖，碾)，n：=9(奴)h(Tk，