Enhanced Resolution of Spatially Close Incoherent Sources using Virtually Expanded Arrays

가상 확장된 배열 안테나를 이용한 근접 입사신호의 분해능 향상 기법

In this paper, we propose a resolution enhancement method for estimating direction-of-arrival(DOA) of narrowband incoherent signals incident on a general array. The resolution of DOA algorithm is dependent on the aperture size of antenna array. But it is very impractical to increase the physical size of antenna array in real environment. We propose the method that improves resolution performance by virtually expanding the sensor spacing of original antenna array and then averaging the spatial spectrum of each virtual array which has a different aperture size. Superior resolution capabilities achieved with this method are shown by simulation results in comparison with the standard MUSIC for incoherent signals incident on a uniform circular array.

본 논문에서는 임의 배열 안테나에 입사하는 협대역 인코히런트 신호의 도래각(DOA)을 추정하기 위한 분해능 향상 방안을 제시한다. 도래각 추정 알고리즘의 분해능은 배열 안테나의 크기에 의존하므로 배열 안테나의 크기를 증가시키면 분해능을 향상시킬 수 있지만, 실환경 하에서 배열 안테나의 물리적인 크기를 증가시키는 것은 실용적이지 못하다. 따라서 원 배열 안테나의 소자 간격을 가상적으로 확장시켜 크기가 서로 다른 가상 확장 배열 안테나들을 구성하고 이들의 공간 스펙트럼을 평균함으로서 분해능을 향상시키는 방안을 제안한다. 등간격 원형 배열 안테나에 입사된 인코히런트 신호에 표준 MUSIC 알고리즘과 제안 방식을 적용하여 제안 방식이 우수한 분해능 성능을 나타냄을 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 보였다.