基于四阶累积量的幅相误差校正算法研究

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1、30航天电子对抗第29卷第4期基于四阶累积量的幅相误差校正算法研究*鲁祖坤，高鹰，石宇，刘扬(空军航空大学信息对抗系，吉林长春130022)摘要：针对实际应用中普遍存在的阵列幅相误差扰动问题，以四阶累积量为工具，提出了一种幅相误差的有源校正算法。针对存在方位依赖阵元幅相误差的均匀圆阵模型，先利用有源校正方法对接收到的阵列流型进行校正，使得校正后的各个阵列的各个通道的增益和相位均达到一致，再对校正后的阵列流型采用四阶累积量的方法得到波达方向估计值。仿真实验验证了该算法具有良好的误差校正效果，能够比较准确地估计出波达方向角和幅相误差值。关键词：四阶累积量；幅相误差；均匀圆阵；多重信号分类法；波

2、达方向估计中图分类号：TN971+．1文献标识码：ACorrectionalgorithmofamplitudeandphaseerrorsbasedonfourth—ordercumulantLuZukun，GaoYing，ShiYu，LiuYang(DepartmentofInformationCountermeasure，AviationUniversityofAirForce，Changchun130022，Jilin，China)Abstract：Aimingatthewidespreaddisturbanceproblemofamplitudeandphaseerrorsinp

3、racticalapplication，akindofactiveamplitudeandphaseerrorscorrectionalgorithmisproposedbasedonthefourth-ordercumulant．Aimingattheuniformcirculararraymodelwhichdependsontheamplitudeandphaseerrors．Firstly，thearrayflowpatterniscorrectedbytheactiveelement，andthegainandphaseofeachchannelreachconsensus．Th

4、en，theDOAiSestimatedbasedonthefourth—ordercumulant．Thesimulationresultsmanifestthatthealgorithmassumesgooderrorcorrectioneffectsanditisabletoaccuratelyestimatetheazimuthandtheamplitudeandphaseerrorvalue．Keywords：fourth-ordercumulant；amplitudeandphaseerrors；uniformcirculararray；multiplesignalclas—s

5、ification(MUSIC)；DOAestimation0引言高分辨率的空间谱估计算法广泛应用于雷达、通信、电子对抗等多个领域，理论与实践应用表明，在阵列为理想模型的情况下，空间谱估计算法的性能十分优越，但是当阵列存在误差时，性能将明显下降，甚至失效[1。2]。在实际应用中由于生产工艺和施工技术等方面的影响，阵列误差往往难以避免，而大多数阵列误差都可归结为幅度和相位的误差，因此阵列幅相误差*基金项目：国家自然科学基金(61071140)；空军航空大学博士后科研基金。收稿日期：2013—02—25；2013—03—27修回。作者简介：鲁祖坤(1989一)，男，硕士研究生，研究方向为阵列信

6、号处理。条件下的波达方向估计算法研究具有重要的现实意义[3q]。均匀圆阵与均匀线阵相比，能够同时估计波达方向的俯仰角和方位角，具有更优的估计性能[5]。四阶累积量具有虚拟阵列孔径扩展特性，具有更强的波达方向估计能力，并且可以克服一定的误差【6]。本文通过在均匀圆阵的圆心设置一个方位信息精确已知的辅助信源来对幅相误差进行校正，并估计出幅相误差值，再通过四阶累积量的方法估计出波达方向角。1信号模型1．1阵列模型均匀圆阵共有M个各向同性的阵元，分布在一个半径为r的圆周上，在xyz坐标系中，均匀圆阵的中心位于坐标系的原点0上，信号的俯仰角和方位角分别用妒和口来表示，且9∈EO，n／23，0EE0，

7、2n3。在均匀2013(4)鲁祖坤，等：基于四阶累积量的幅相误差校正算法研究31圆阵中，第i个阵元和圆心之间的连线与X轴之间的夹角为2'ri／M；均匀圆阵的半径可以表示为，．=A／4sin(兀／加，那么相邻两个阵元之间的距离为；t／2，A为信号的载波波长[7]。根据图1中的均匀圆阵模型，可以得到均匀圆阵的阵元接收信号的数学模型为：x(￡)=[z1(￡)，z2(￡)，⋯，z^f(￡)]T=A(o，口)S(￡)+N(￡)(1