Von Mises分布下互耦对不同阵列流型空间相关性的深度分析

本文主要探讨了互耦效应在多天线系统中的重要影响，特别是对于不同类型的阵列流型，如线型、圆形和面型阵列的空间相关性。首先，作者深入分析了互耦机理，即两个或多个天线单元之间的电磁相互作用，这在密集阵列中尤为显著，可能导致接收信号的质量下降。 研究者假设入射信号的角度谱服从Von Mises分布，这是一种在统计学中常用于描述方向随机变量的分布，反映了信号到达方向的概率密度。基于这一假设，他们详细推导出了针对不同流型阵列的天线空间相关系数（Spatial Correlation, SC）的闭式表达式和近似表达式。闭式表达式通常提供了精确但可能较为复杂的结果，而近似表达式则更简洁，适用于实际工程应用中的快速计算。 通过这些数学推导，论文得出综合考虑互耦因素后的流型阵列天线的空间相关系数解析式，这在设计和优化多天线系统性能时是至关重要的参数。仿真结果显示，文中推导的天线空间相关系数表达式与数值积分方法得到的结果高度一致，验证了理论模型的有效性。 进一步的研究发现，在存在互耦效应的情况下，天线阵元之间的相关性会偏离无互耦时的理想状态，呈现出一种围绕特定曲线的波动。这意味着随着互耦程度的增加，空间相关性可能会恶化，降低系统的整体性能。然而，令人鼓舞的是，研究还指出面型阵列具有更好的抗互耦能力，这可能是由于其独特的结构和信号分散特性，使得互耦影响相对较小。 总结来说，本文对互耦效应对多天线系统阵列流型空间相关性的深入分析，为设计和优化高性能多天线阵列系统提供了重要的理论支持，特别是在考虑到实际应用场景中的互耦问题时。这对于无线通信、雷达系统以及卫星通信等领域都具有重要的实践意义。