Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

Array mapping for the SESAM system: Optimal transformation matrix design.

Array mapping for the SESAM system: Optimal transformation matrix design. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen Ladda ned som PDF
Författare: Hyberg Per
Ort: Linköping
Sidor: 16
Utgivningsår: 2003
Publiceringsdatum: 2003-01-01
Rapportnummer: (FOI-R--0941--SE)
Nyckelord Bias-minimering, gruppantenner, riktningsestimering, kortvågspejling, bias minimization, array signal processing, direction finding, circular arrays
Sammanfattning Avbildning (mappning) av utdatavektorerna från en existerande antenn-array på motsvarande utdatavektorer från en virtuell antenn-array är en välkänd procedur. Fördelen är att array-egenskaperna och bärings (DOA) -beräkningen kan optimeras separat, exempelvis kan man kombinera snabba beräkningsalgoritmer avsedda för raka linjära array:er med runtomtäckning, d.v.s. cirkulära array:er. Villkor för att bevara mätnoggrannheten (bäringsestimatens varians) under sådan avbildning har formulerats av flera författare men hittills har de systematiska bäringsfelen ("bias") behandlats i betydligt mindre omfattning. I rapporten visas att dessa senare fel kan dominera, speciellt i signalspaningsscenarier med krav på stor bandbredd. Föreliggande rapport utnyttjar en geometrisk tolkning av en Taylorutveckling av DOA-estimatorns kostnadsfunktion för att härleda en algoritm varmed transformationsmatriser T kan konstrueras som nästan helt eliminerar ovan nämnda bias. Nyckeln ligger i att konstruera T så att avbildningsfelen blir ortogonala mot vissa av kostnadsfunktionens gradienter. Verifierande simuleringar redovisas där de systematiska felen reducerats upp till 100 gånger trots att den runda array:en haft ett elementavstånd av 4 våglängder. En flerstegsprocedur föreslås också varmed även variansen hos bäringsestimaten kan minimeras.
Abstract Mapping of the data output vector from an existing antenna array onto the data vector of an imaginary array of more suitable configuration is well known in array signal processing. By mapping onto an array manifold of lower dimension or uniform structure f. ex., processing speed can be improved. Conditions for the retaining of DOA estimate variance under such mapping have been formulated by several authors but the equally important systematic mapping errors, the bias, has been less treated to date. This paper uses a geometrical interpretation of a Taylor expansion of the DOA estimator cost function to derive an alternative design of the mapping matrix that almost completely removes the bias. The key feature of the proposed design is that it takes the orthogonality between the manifold mapping errors and certain gradients of the estimator cost function into account. Verifying simulations are given which show that mapping bias can be reduced by a factor of 100 or more especially in difficult situations involving a near ambiguous real array. A multi step procedure is proposed which in addition gives optimal variance performance.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182