多径分量簇的信号处理技术研究

2 波束扫描技术

基于以上的分析，尝试用波束扫描技术号察将一个来波簇内的信号作为单一来波信号加以处理时，所引入的来波方向估计结果误差。由文献[3]可知，该误差受到多种因素的影响。例如，多径簇内来波分量的分布，来波簇入射中心角、来波簇角域范围、来波簇内射线相关性以及阵列处理性能如采样快拍数等。在此以全向阵元构成的三元均匀直线阵模型为例，利用数值分析，来分别考察连续采样和离散采样情况下各种因素不同影响下，由2个自相关矩阵差异所引入的来波方向估计结果的变化。其中，阵列输出数据矢量的各分量问具有线性的相位关系，在计算中，选择阵元间距d为0.5λ，λ为工作波长。

(1)来波多径簇角域范围内射线相关性对误差的影响

选取的仿真参数为：多径簇来波中心角度为30°，角域范围为10°，在角域范围内随机等概地确定各方向入射射线数目(n=10，20，30，40，50，80，100，200)，每根射线的幅值服从均值为0，方差为1的复高斯分布，且多径簇内任2根射线间的相关系数依次服从模值为0，0.2，0.3，相位在区间[0，2π]内均匀分布。对阵列输出进行连续采样以得到阵列输出自相关矩阵，通过特征分解，可以基于数值计算来进一步分析。

在图1所给出的结果中，为得到统计平均结果，已分别进行了500次独立计算。

图中结果表明，随着来波多径簇内射线数目的增加，来波方向估计误差是逐渐减小的，然而，在射线数目相同时，随着多径来波簇内射线相关性的增强，来波方向估计误差变大，需要更少的射线就能使得来波方向估计误差收敛。

(2)来波多径簇角域范围对误差的影响

选取的仿真参数为：多径簇来波中心角度为30°，角域范围为5°和10°，每个簇内射线的数目为50根且服从均匀分布，每根射线的幅值服从均值为0，方差为1的复高斯分布，射线相关系数服从幅值为0.3，相位在[0，2π]内均匀分布。图2中给出一组数值计算结果。

作者：王玉玲，赵小芳 来源：无线电通信技术