全息定位的克拉美-罗界

多天线阵列在无线网络中不仅对通信，而且对定位和感知应用都起着关键作用。在高载波频率（毫米波范围）下使用大型天线阵列，会推动传播进入波前不再是平面波而是球面波的区域。这使得能够从接收信号推断发射源的位置和方向，而无需使用多个位于已知位置的锚节点。为了理解大型天线阵列用于定位的基本极限，本文将波传播理论与估计理论相结合，并基于在矩形表面区域上观测到的电场三个笛卡尔分量，计算了源位置估计的克拉美-罗界（CRB）。该问题被称为全息定位，其表述考虑了发射源的辐射角方向图，而这在标准信号处理模型中通常被忽略。我们假设源是一个赫兹偶极子，并在已知和未知其方向先验知识两种情况下处理全息定位问题。为了简化分析并获得更深入的见解，我们还考虑了偶极子位于垂直于表面中心的直线上的情况。给出了数值和渐近结果以量化CRB，并量化各种系统参数对最终估计精度的影响。结果表明，实际尺寸的表面在毫米波频段可以保证厘米级的精度。