《寬頻天線陣列信號處理關鍵技術研究》是依託西安交通大學，由殷勤業擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：寬頻天線陣列信號處理關鍵技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：殷勤業
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
無線業務的加速寬頻化對系統提出了更高的頻寬要求，而系統頻寬的增加會導致單元天線增益的降低。基於陣列天線技術，利用空域資源獲得天線陣列增益是解決該問題的有效途徑。然而，以窄帶假設為前提的常規陣列信號處理技術無法直接用於寬頻/超寬頻系統。本申請擬重點研究以下寬頻天線陣列信號處理中的關鍵技術：（1）針對均勻線陣在使用相同加權係數時會出現寬頻各頻率波束指向彌散的問題，研究寬頻陣列結構及波束形成技術。（2）基於諧波嵌套的思想，研究寬頻陣列波束的塑形技術，在保證不同頻率具有相同波束指向的前提下，使不同頻率下形成波束的寬度及增益趨於一致。（3）基於波束域和空域平滑的概念，研究寬頻陣列的相干源DOA估計方法。在此基礎上，利用已有的寬頻陣列實驗平台對上述部分算法進行性能實測評估。本項目預期在上述幾方面獲得理論突破和技術創新，為寬頻/超寬頻系統提供利用空域資源的手段，對促進相關學科的研究起到積極的推動作用。
結題摘要
無線業務的加速寬頻化對系統提出了更高的頻寬要求，而系統頻寬的增加會導致單元天線增益的降低。基於陣列天線技術，利用空域資源獲得天線陣列增益是解決該問題的有效途徑。然而，以窄帶假設為前提的常規陣列信號處理技術無法直接用於寬頻/超寬頻系統。本項目重點針對寬頻天線陣列信號處理中的關鍵技術展開研究。其中包括： （1）針對均勻線陣在使用相同加權係數時會出現寬頻各頻率波束指向彌散的問題，研究基於均勻圓陣的寬頻陣列結構及波束形成技術。（2）注意到均勻圓陣具有對頻率不敏感的特點，因此在進行寬頻信號波達方向（DOA）估計時，僅需少量切片，甚至不切片。基於此，項目組研究討論了基於圓形陣列的寬頻信號DOA估計方法。並進一步針對多徑環境中的DOA估計，分別提出基於合成孔徑和基於最小冗餘陣列的思想來提高估計精度。（3）在理論方法研究的同時，項目組還搭建了寬頻陣列實驗平台，設計了相應的陣列校正方法，採集了多種場景下的寬頻陣列數據，並用這些數據檢驗已有的陣列信號處理方法及項目組提出的處理方法。 項目組的理論研究和實測實驗均充分表明了圓形陣列在寬頻信號處理中的優勢，相比於均勻線陣，它可以大大降低系統的實現複雜度。此外，項目組還結合自身在陣列信號處理方面的研究經驗，對研究計畫進行了拓展和延伸。包括：基於陣列天線的無線物理層安全傳輸技術、陣列天線技術在高移動性通信系統中的套用以及基於空間抵消的擴音系統自激消除方法。本項目已按計畫順利開展，在上述幾個方面獲得了一定的理論突破和技術創新，取得了豐富的研究成果，預期將對促進相關學科的研究起到積極的推動作用。
