基于自适应滤波的天线相位中心估计方法

摘要

本发明公开了一种基于自适应滤波的天线相位中心估计方法，主要解决现有技术估计不够精确和步骤较为繁琐的问题。其技术方案是：(1)利用电磁仿真软件仿真或通过矢量网络分析仪测量得到坐标原点位于天线参考点时的远区辐射场的相位方向函数，将其作为自适应滤波器的空间角域参考信号；(2)将空间角域参考信号与空间角域阵列采样快拍经权向量加权求和后的差定义为空间角域误差信号；(3)在最小均方误差准则下求解自适应滤波器的空间角域权向量。(4)将空间角域权向量的前3个分量除以相位常数k得到天线相位中心的坐标。本发明能快速准确地估计单元或阵列天线的相位中心，可有效应用于卫星导航定位尤其是高精度导航定位。

主权项

基于自适应滤波的天线相位中心估计方法，包括如下步骤：(1)设定自适应滤波器参数：定义空间角域参考信号d(θ,φ)为坐标原点位于天线参考点时的远区辐射场的相位方向函数ψ(θ,φ)，即d(θ,φ)＝ψ(θ,φ)，其中，θ、φ分别为球坐标系下的顶角与方位角；令$X(\theta ,\phi )=\left[\begin{array}{c}sin\theta cos\phi \\ sin\theta sin\phi \\ \cos \theta \\ 1\end{array}\right]$为空间角域的阵列采样快拍；令W＝[kx_c,ky_c,kz_c,ψ₀]^T为空间角域权向量，其中，k为相位常数，(x_c,y_c,z_c)为待估计的天线相位中心的坐标，ψ₀为坐标原点置于天线相位中心时的远区辐射场的相位；(2)根据自适应滤波器参数，定义空间角域误差信号为：Δψ(θ,φ)＝ψ(θ,φ)‑W^HX(θ,φ)，其中，(·)^H表示共轭转置；(3)利用最小均方误差准则求解空间角域权向量W，得到其最优维纳解为其中，R_X是阵列采样快拍X(θ,φ)的协方差矩阵，(·)^‑1表示矩阵求逆，r_Xd为阵列采样快拍X(θ,φ)与参考信号d(θ,φ)的互相关矩阵；(4)将空间角域权向量最优维纳解W_opt的前3个分量除以相位常数k得到天线相位中心的坐标(x_c,y_c,z_c)。