بررسی روشهای نوین تخمین بهره و فاز سنسورها در آرایه اختلال‌یافته

نوع مقاله: کوتاه

نویسنده

استادیار دانشکده علوم مهندسی، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران

چکیده

در این مقاله به بررسی روشهای جدید تخمین بهره و فاز سنسورهای آرایه اختلال یافته پرداخته می‌شود. عموما بهره و فاز سنسورهای صوتی مانند هیدروفن در هنگاه بهره‌برداری دچار تغییر نسبت به مقادیر اولیه می‌گردد. در این مقاله در دو حالت مجزای وجود سیگنال کالیبراسیون و با وجود هدف قوی و ضعیف در محیط به بررسی و تخمین مشخصات بهره و فاز سنسورها می‌پردازد. در حالت اول، به کمک سیگنال کالیبراسیون و با در نظر گرفتن مدل آرایه در دو حالت عمومی و پیشرفته، بهره و فاز اختلال یافته به دست خواهد آمد. در سناریوی دوم، با وجود هدف قوی، علاوه بر تخمین سمت آن، ماتریس مشخصات بهره و فاز آرایه تخمین زده می‌شود. در نهایت به کمک شبیه‌سازی روشها، قابلیتها و میزان کارایی آنها ارائه می گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

New Estimation Methods Of Sensors Gain And Phase In Perturbed Array

نویسنده [English]

  • H Amiri
چکیده [English]

In this paper, we consider two new methods of estimation of gain and phase of sensors in a perturbed array. Usually, the gain and phase of sensors such as hydrophone in using, are changed form nominal values. This paper concludes two different method as using calibration signal and in which strong and weak signal is received. First method, using calibration signal and based on two data model so general and improved approach, gain and phase are computed. In last scenario,the strong target is exist and direction of arrival of the target and so the matrix of gain and phase of sensors are estimated. Using simulation, the capabilities of methods are showed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • array
  • sensor
  • Gain
  • phase
  • Calibration
[1]. Richard O. Nielsen, Sonar Signal Processing, Arrech House Publishers, 1991.

[2]. Jiajia Jiang, Fajie Duan, Jin Chen, Zhang Chao, Zongjie Chang, and Xiangning Hua,”Two New Estimation Algorithms for Sensor Gain and Phase Errors Based on Different Data Models”, IEEE SENSORS JOURNAL, vol. 13, no. 5, May 2013, pp. 1921-1930.

[3]. D. R. Fuhrmann, “Estimation of sensor gain and phase using known field covariance,” in Proc. IEEE Int. Acoust., Speech, Signal Process.Conf., May 1991, pp. 1369–1372.

[4]. G. C. Brown, J. H. McClellan, and E. J. Holder, “Eigenstructure approach for array processing and calibration with general phase and gain perturbations,” in Proc. IEEE Int. Acoust., Speech, Signal Process. Conf., Apr. 1991, pp. 3037–3040.

[5]. B. Friedlander and A. J. Weiss, “Eigenstructure methods for direction finding with sensor gain and phase uncertainties,” J. Circuits, Syst.,Signal Process., vol. 9, no. 3, pp. 271–230, 1990.

[6]. J. Pierre and M. Kaveh, “Experimental performance of calibration and direction finding algorithms,” in Proc. IEEE Int. Acoust., Speech, Signal Process. Conf., Apr. 1991, pp. 1365–1368.

[7]. D. Astely, A. L. Swindlehurst, and B. Ottersten, “Spatial signature estimation for uniform linear arrays with unknown receiver gains and phases,” IEEE Trans. Signal Process., vol. 47, no. 8, pp. 2128–2138, Aug. 1999.

[8]. V. C. Soon, L. Tong, Y. F. Huang, and R. Liu, “A subspace method for estimating sensor gains and phases,” IEEE Trans. Signal Process., vol. 42, no. 4, pp. 973–976, Apr. 1999.

[9]. A. Paulraj and T. Kailath, “Direction of arrival estimation by eigenstructure methods with unknown sensor gain and phase,” in Proc. IEEE Int. Acoust., Speech, Signal Process. Conf., Apr. 1985, pp. 640–643.

[10].            W. Lu-Lu, H. Fei, Z. Ting, L. Xia, and J. Rong, “Error model for spatial spectrum estimation of millimeter-wave thermal radiation array,” J. Infrared Millim. Waves, vol. 29, no. 2, pp. 123–127, Apr. 2010.

[11].            A. P. Ng, “Array shape self-calibration technique for direction finding problems,” IEEE Microwav., Antenn. Propag., vol. 39, no. 6, pp. 521–525, Jun. 1992.

[12].            W. Ding, W. Chao, and W. U. Ying, “Analysis of the effects of the amplitude-phase errors on spatial spectrum and resolving performance of the MUSIC algorithm,” J. Commun., vol. 3, no. 4, pp. 55–63, Apr. 2010.

[13].            Liang Xu, Cao Zeng, Gui-sheng Liao, Jun Li, “DOA Estimation for Strong and Weak Signals in the Presence of Array Gain and Phase Mismatch”, Multimedia Technology (ICMT), 2010 International Conference on, 29-31 Oct. 2010, pp. 1-4.

[14].            J. Li. Angle and Waveform Estimation Via RELAX[J]. IEEE Trans on Aerospace and Electronic Systems, 1997, 33(3) pp.1077-1087.

[15].            Hui Chen, Hai-jun Su. A New Approach to Estimate DOA in Presence of Strong Jamming/Signal Suppression[J]. ACTA ELECTRONICA SINICA.2006,4(3) pp.530-534