在多重不匹配環境下應用張量模型在雙基地多輸入多輸出雷達的強健性波束成型演算法

Abstract

本篇論文中將討論在雙基地多輸入多輸出雷達系統上的波束成型器演算法設計，並探討在考慮多重不匹配誤差環境，像是信號角度誤差、天線耦合現象、天線元件位置擾動、信號射散問題、天線元件增益(Gain)與相位(Phase)誤差……等，因為在現實環境中，這些誤差是有可能同時發生的，因此在多重誤差下也能維持良好效能的強健性演算法是我們欲探討的主要問題。 本論文中所提出的演算法之中，首要貢獻為針對同調環境帶來的影響，許多文獻中的方法在面臨同調問題時效能都會大幅下降，因此我們在其中一篇文獻中發現四階張量自相關矩陣的概念，並參考運用此概念，分離出信號傳送端與接收端的部分，來改善同調環境衍生出的效能降低之問題。 在克服同調環境的影響後，為了應付同調以外的誤差環境，我們還會結合估計指引向量和重建干擾加雜訊自相關矩陣的概念，使我們的演算法在多重誤差下也能維持良好的效能。 在估計指引向量方面，我們將原先本實驗室所提出的極小極大方法，改良為分別對指引向量的增益(Gain)和相位(Phase)部分來估計，來提升在誤差環境下的強健性。然而所估計的指引向量在誤差加劇時可能不會完全準確，因此在高功率下可能會發生能量反置現象，會將自相關矩陣中的欲接收信號成分當作干擾信號消除，因此我們結合參考文獻中的重建干擾加雜訊自相關矩陣方法，概念是藉由去除訊號自相關矩陣，接收信號成分來避免能量反制現象，從而提升其效能。 參考文獻中原先重建干擾加雜訊自相關矩陣的方法，所使用的是預設理想的指引向量，並配合信號角度重建，我們參考文獻中的方法，考量並加入誤差對指引向量的影響，使其更接近理想的干擾加雜訊自相關矩陣，並改良其方法，加強干擾加雜訊自相關矩陣對於演算法的強健性和泛用性。