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Modeling Aspects of Planar Multi-Mode Antennas for Direction-of-Arrival Estimation

Alkubti Almasri, Sami und Pöhlmann, Robert und Doose, Niklas und Hoeher, Peter A. und Dammann, Armin (2019) Modeling Aspects of Planar Multi-Mode Antennas for Direction-of-Arrival Estimation. IEEE Sensors Journal, 19 (12), Seiten 4585-4597. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/JSEN.2019.2902674. ISSN 1530-437X.

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Kurzfassung

Multi-mode antennas are an alternative to classical antenna arrays, and hence a promising emerging sensor technology for a vast variety of applications in the areas of array signal processing and digital communications. An unsolved problem is to describe the radiation pattern of multi-mode antennas in closed analytic form based on calibration measurements or on electromagnetic field (EMF) simulation data. As a solution, we investigate two modeling methods: One is based on the array interpolation technique (AIT), the other one on wavefield modeling (WM). Both methods are able to accurately interpolate quantized EMF data of a given multi-mode antenna, in our case a planar four-port antenna developed for the 6–8.5 GHz range. Since the modeling methods inherently depend on parameter sets, we investigate the influence of the parameter choice on the accuracy of both models. Furthermore, we evaluate the impact of modeling errors for coherent maximum-likelihood directionof-arrival (DoA) estimation given different model parameters. Numerical results are presented for a single polarization component. Simulations reveal that the estimation bias introduced by model errors is subject to the chosen model parameters. Finally, we provide optimized sets of AIT and WM parameters for the multi-mode antenna under investigation. With these parameter sets, EMF data samples can be reproduced in interpolated form with high angular resolution.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/126624/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Modeling Aspects of Planar Multi-Mode Antennas for Direction-of-Arrival Estimation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Alkubti Almasri, SamiUniversity of Kiel, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pöhlmann, Robertrobert.poehlmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Doose, NiklasUniversity of Kiel, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hoeher, Peter A.University of Kiel, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dammann, Arminarmin.dammann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juni 2019
Erschienen in:IEEE Sensors Journal
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:19
DOI:10.1109/JSEN.2019.2902674
Seitenbereich:Seiten 4585-4597
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:1530-437X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:characteristic modes, array interpolation technique, wavefield modeling, transformation error, direction-of-arrival, maximum-likelihood estimation
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Kommunikation und Navigation
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R KN - Kommunikation und Navigation
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben GNSS2/Neue Dienste und Produkte (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation > Nachrichtensysteme
Institut für Kommunikation und Navigation
Hinterlegt von: Pöhlmann, Robert
Hinterlegt am:15 Mär 2019 14:04
Letzte Änderung:31 Jul 2019 20:24

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