تخمين زاويه ورود در حضور تزويج متقابل نامعلوم در آرايه دايروي يكنواخت با آنتن‌هاي جهتي

DoA Estimation in the Presence of the Unknown Mutual Coupling Using a UCA with Directive Antennas

در اين مقاله، استفاده از آنتن‌هاي جهتي براي افزايش دقت تخمين زاويه ورود در حضور تزويج مقابل در آرايه‌ دايروي يكنواخت پيشنهاد شده است. آرايه‌ دايروي يكنواخت به دليل توانايي در تخمين زاويه‌ ورود به صورت يكنواخت در محدوده‌ 0 الي 360 درجه از اهميت بالايي برخوردار است. از طرفي با توجه به ساختار آرايه‌ دايروي يكنواخت، در مقايسه با آرايه‌ خطي يكنواخت، اثر تزويج در آن شديدتر است. در اين مقاله نشان خواهيم داد كه استفاده از آنتن‌هاي جهتي، موجب بهبود دقت تخمين زاويه‌ ورود مي‌گردد. به منظور جبران اثر تزويج متقابل بر عملكرد تخمين زاويه‌ ورود از كاليبراسيون خودكار استفاده مي‌كنيم. در روش پيشنهاد شده، زاويه‌ ورود و ضرايب تزويج با يك روند تكراري تخمين زده مي‌شوند. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه استفاده از آنتن‌هاي جهتي و روش پيشنهادي جهت تخمين ضرايب تزويج، دقت تخمين زاويه‌ ورود را در حضور تزويج متقابل به صورت قابل ملاحظه‌اي بهبود مي‌بخشد

In this paper, a method is proposed to compensate the effect of mutual coupling in a Uniform Circular Array (UCA) with directional antennas. UCA is a suitable array geometry, because it leads to uniform precision of Direction of Arrival (DoA) estimation over the entire range of azimuth angles in [0,360] degree. However, the mutual coupling effect of a UCA can be much stronger than that of a uniform linear array (ULA). In this paper, we will show that using directive antennas will improve the accuracy of direction of arrival estimation. In order to reduce the effect of mutual coupling on the performance of direction of arrival estimation, an auto-calibration method will be proposed. In the proposed algorithm, direction of arrival and mutual coupling matrix are estimated using an iterative method. Simulation results show that a UCA with application of the proposed algorithm has a better performance in comparison to the array with isotropic antennas at the presence of mutual coupling.