رفتار مرز پايين كرامر- رايو و تابع ابهام آنتن آرايه اي صفحه اي با در نظر گرفتن الگوي تشعشعي هر المان آنتني

Cramer Rao Lower Bound (CRLB) and Ambiguity Function for Planar Antenna Array with Antenna Radiation Pattern Consideration

تخمين جهت- ورود- سيگنال يكي از الگوريتم هاي پركاربرد در كاركرد آنتن هاي آرايه اي تطبيق پذير ديجيتال مي باشد. در اين سامانه ها سعي بر آن است كه با حداقل تعداد المان هاي آرايه، بهترين دقت تخمين پارامتر سيگنال منبع به دست بيايد. تيوري كرامر- رايو كه مرز پاييني بر روي واريانس تخمين هاي يك تخمين گر بدون باياس مي گذارد، همواره يكي از روش هاي قابل اعتماد و پر كاربرد در بررسي رفتار آنتن آرايه اي در تخمين جهت- ورود- سيگنال مي باشد. با مدل سازي صحيح سيگنال دريافتي از آنتن آرايه اي مي توان رفتار مرز پايين كرامر- رايو را كه نشان دهنده دقت DOA در جهت هاي مختلف ورود سيگنال منبع مي باشد، به دست آورد. از طرفي، مدل سازي دقيق و نزديك به عمل به گونه اي كه اثر الگوي تشعشعي المان هاي آنتن آرايه اي در آن در نظر گرفته شده باشد، تلاشي است كه تا به امروز به صورت گسترده انجام نگرفته است. در روابط مدل سازي، كرامر رايو را با درنظر گرفتن الگوي تشعشي هر المان آرايه با استفاده از نرم افزارهاي تحليل تمام موج آنتن كه مي تواند اثرهاي واقعي يك محيط عملي را در خود داشته باشد، به دست آمده است و در همين راستا رفتار CRLB يك نمونه آنتن آرايه اي چهار المانه GPS نيز مورد بررسي قرار گرفته است. همچنين جهت مطالعه كامل تر، تابع ابهام كه در بردارنده عملكرد آنتن آرايه اي و پاسخ آن در برابر ابهام در بردار هدايت آرايه نيز مي باشد، محاسبه و مورد بررسي قرار گرفته است.

Direction-of-arrival estimation is one of the most important tasks in adaptive antenna array systems. In designing such systems, the goal is achieving the best direction finding performance with minimum number of elements. For studying the direction-of-arrival performance in antenna arrays, the Cramer-Rao Lower Bound (CRLB) method is a reasonable approach. With accurate signal reception modeling in antenna arrays, one can be reached out more accurate CRLB performance. Concerning real antenna radiation pattern for every element of antenna array that is achieved via electromagnetic simulation software and inserting in the system signal reception model, CRLB behavior analysis of a real antenna array that perform direction-of-Arrival estimation algorithm can be done. In this paper, the CRLB study of a typical 4-elements GPS antenna array at L1 frequency band is done. Furthermore, the ambiguity resolution performance of this antenna array with full signal reception modeling is demonstrated.