350 rub
Journal Electromagnetic Waves and Electronic Systems №7 for 2011 г.
Article in number:
Polarization independent multibeam field distinguishing by nonquadratic regularization method
Authors:
N. G. Parhomenko
Abstract:
A regularization method is considered in the paper to solve the spatial localization problem for polarized electromagnetic field sources with the resolution higher than Rayleigh diffraction limit. A two-component vector of spatial distribution for source complex amplitudes is introduced, the vector components correspond to two independent field polarization. Bearing relief vector is introduced as the distribution of sources energy over the space. Regularizing functional is set up as a weighted sum of residual vector Euclidean norm for equation system for sources complex amplitude vector and stabilizing functional dependent to spatial energy distribution of the field sources. Condition for regularizing functional minimum leads to nonlinear equation system in source complex amplitudes, that can be deduced to equation system in source energy distribution. To solve the equation system the iterative method is used. A special case of quadratic regularization where the resolution is lower than the Rayleigh diffraction limit is considered. High resolution of the considered method is provided by stabilizing functional selection as an analogue of Holder norm for bearing relief. It provides the resolution higher than the Rayleigh diffraction limit without assumption about signal incoherence. A special case of regularization ignoring polarization that can be deduced to the well-known one is considered. Numerical simulation results for antenna array with the polarization-sensitive elements are given. It is shown that the proposed method that considers electromagnetic field vector character distinguishes the sources at low angular distance. The simulation results ignoring the polarization are also given, turning out to be unsatisfactory. Thus, the given method provides the source localization of polarized electromagnetic field with the resolution higher than Rayleigh diffraction limit, including the coherent signal sources.
Pages: 16-21
References
  1. Джонсон Д. Х. Применение методов спектрального оценивания к задачам определения угловых координат источников излучения // ТИИЭР. 1982. Т. 70. № 9. C. 126-139.
  2. Schmidt, R. O., Multiple emitter location and signal parameter estimation // IEEE Trans. 1986. V. AP-34. № 3. P. 276-280.
  3. Ратынский М. В. Адаптация и сверхразрешение в антенных решетках. М.: Радиоисвязь. 2003.
  4. Cetin, M., Malioutov, D. M., Willsky, A. S., A variational techniqe for source localization based on a sparse signal reconstruction perspective // Proc. of the Internat. Conf. on Acoust. Speech and Sign. Processing, Orlando, FL, May 2002. V. 3. P. 2965-2968.
  5. Шевченко В. Н. Разделение многочастотного многолучевого поля методами регуляризации // Известия вузов. Радиофизика. 2003. Т. 46. № 2. С. 150-161.
  6. Шевченко В. Н. Вариационные методы оценивания параметров многолучевого поля // Автометрия. 2003. Т. 41. № 4. С. 24-30.
  7. Шевченко В. Н. Оценивание углового положения источников когерентных сигналов на основе методов регуляризации // Радиотехника. 2003. № 9. С. 3-10.
  8. Иванов Н. М., Рейзенкинд Я. А. Оценивание направлений на источники радиоизлучения методом нелинейного псевдообращения // Труды X междунар. конфер. «RLNC*2004». Россия. Воронеж. 13-15 апреля. 2004. Т. 1. С. 40-45.
  9. Шевченко В. Н., Иванов Н. М., Звездина Ю. А. Повышение эффективности определения направления прихода коррелированных сигналов методом неквадратичной регуляризации // Электромагнитные волны и электронные системы. 2006. № 5. С. 47-50.
  10. Шевченко В. Н., Иванов Н. М., Звездина Ю. А. Метод неквадратичной регуляризации пространственных спектров с фильтрацией ложных составляющих // Автометрия. 2007. Т. 43. № 1. С. 5-9.
  11. Иванов Н. М., Онищенко В. С., Шевченко В. Н.Пространственная локализация источников поляризованного электромагнитного поля // Радиотехника и электроника. 2010. Т. 55. № 1. С. 49-56.
  12. Тихонов А. Н., Арсенин В. Я. Методы решения некорректных задач. М.: Наука. ГРФМЛ. 1974.
  13. Колмогоров А. Н., Фомин С. В. Элементы теории функций и функционального анализа. М.: Наука. ГРФМЛ. 1968.
  14. Марпл.-мл. С. Л. Цифровой спектральный анализ и его применения: Пер. с англ. М.: Мир. 1990.