基于向量球面波函数优化稀疏天线阵列用于定位与探测
信号处理
2025-09-23 v2
摘要
越来越多的电子设备实现宽带无线技术用于定位和探测 purposes，例如超宽带（UWB）。此类无线技术受益于大量天线的使用，但设备中用于 mobile 和 IoT applications 的空间往往有限，天线阵列的布置和方向优化成为常见挑战。我们提出了一种系统性方法，通过 Cramér-Rao 下界（CRLB）和向量球面波函数（VSWF）来优化稀疏天线阵列。VSWF 构成了一种宽带信号模型的基础，考虑频率、方向和极化特征以及天线阵列受测设备（AUT）的互耦和周围障碍物的失真。我们推导了在加性白高斯噪声信道条件下，用于定位参数（如时延和到达角）的 CRLB，并通过最小化 CRLB 来制定确定最优天线位置和方向的优化问题。该优化程序通过三个交叉指数锥抽屉天线（XETS）的示例配置演示。
关键词
引用
@article{arxiv.2509.15636,
title = {Optimizing Sparse Antenna Arrays for Localization and Sensing using Vector Spherical Wave Functions},
author = {Tobias Lafer and Erik Leitinger and Klaus Witrisal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.15636},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 7 figures. Submitted to IEEE Transactions on Antennas and Propagation