相位中心约束波束赋形以最小化相位中心位移
信号处理
2025-03-27 v1
摘要
天线阵列中相位中心的精确认知和控制对于高精度应用（如全球导航卫星系统(GNSS)）至关重要，因为即使微小的位移也会引入显著的定位误差。应用于阵列天线的传统波束赋形技术常常忽略相位中心的变化，导致不必要的空间偏移，进而产生定位误差。在这项工作中，我们提出了一种新颖的波束赋形算法，称为相位中心约束波束赋形(PCCB)，该算法在保持选定方向增益的同时，显式地最小化相位中心的位移（相位中心偏移，PCO）。我们将问题表述为约束优化问题，并引入正则化项以强制能量紧凑性和波束图保真度。由此产生的PCCB方法允许方向增益控制和干扰置零，同时显著减少PCO位移。使用模拟GNSS天线阵列的实验验证表明，与使用传统波束赋形获得的PCO位移相比，我们的PCCB方法实现了PCO位移的五倍减少。跨多个随机初始化的稳定性分析证实了我们方法的鲁棒性，并突出了重复优化的好处。这些结果表明，我们的PCCB方法可以作为减少相位中心变异性的一种实用且有效的解决方案。
引用
@article{arxiv.2503.20333,
title = {Phase-Center-Constrained Beamforming for Minimizing Phase-Center Displacement},
author = {Jan Steckel and Noori BniLam},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.20333},
year = {2025}
}