南京信息工程大學陳金立獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉南京信息工程大學申請的專利基于因子矩陣先驗的陣元失效MIMO雷達角度估計方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115587281B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-08發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202211197246.3,技術領域涉及:G06F17/16;該發明授權基于因子矩陣先驗的陣元失效MIMO雷達角度估計方法是由陳金立;蔣志軍;陳宣;李家強設計研發完成,并于2022-09-29向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于因子矩陣先驗的陣元失效MIMO雷達角度估計方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于因子矩陣先驗的陣元失效MIMO雷達角度估計方法,步驟如下:對存在陣元失效的雙基地MIMO雷達接收信號進行匹配濾波,得到虛擬陣列的輸出信號并計算獲得虛擬陣列協方差矩陣構造四階協方差張量并將其表示成張量CANDECOMPPARAFAC分解模型;建立具有因子矩陣先驗約束的張量填充模型;將張量填充模型轉換無約束的增廣拉格朗日函數形式;利用ADMM算法迭代求解增廣拉格朗日函數,迭代結束時獲得因子矩陣U1,U2和對角矩陣Δ3,Δ4;構造出完整協方差張量再通過對稱厄米特展開還原為完整的協方差矩陣R,最后采用ESPRIT算法進行目標角度估計。本發明能夠有效地恢復出四階協方差張量中多個切片缺失數據,提高陣元失效下MIMO雷達角度估計性能。
本發明授權基于因子矩陣先驗的陣元失效MIMO雷達角度估計方法在權利要求書中公布了:1.一種基于因子矩陣先驗的陣元失效MIMO雷達角度估計方法,其特征在于,包括以下步驟: 1對存在陣元失效的雙基地MIMO雷達接收信號進行匹配濾波,得到虛擬陣列的輸出信號并計算獲得虛擬陣列協方差矩陣R; 2利用虛擬陣列協方差矩陣構造四階協方差張量將協方差張量表示成張量CANDECOMPPARAFAC分解模型;具體為: 2.1雙基地MIMO雷達虛擬陣列協方差矩陣能夠重新排列成一個四階協方差張量其中,·*表示共軛;表示Tucker運算; 2.2重新調整因子矩陣使得g中的元素都為1,此時將g消除得到協方差張量的簡化表達式 2.3由于CP分解的置換和縮放效應的擾動,協方差張量的因子矩陣表示為和其中和表示四個因子矩陣;表示置換矩陣;Λ1、Λ2、Λ3和Λ4為P×P的實值對角矩陣,對角元素對應著縮放系數;N1、N2、N3和N4表示擬合誤差; 2.4由于MIMO雷達的發射和接收導向矩陣At、Ar均為范德蒙德結構,而因子矩陣和的每一個列向量是用不同的常數對At和Ar的對應列向量分別縮放得到的,因此當忽略擬合誤差項影響時,矩陣和也具有范德蒙德結構,即因子矩陣Un,n=1,…,4,具有范德蒙德結構; 2.5忽略擬合誤差項的影響,得到因子矩陣之間的關系為和其中對角矩陣對角矩陣 3利用因子矩陣的范德蒙德結構特點、因子矩陣之間的相互關系以及張量的低CP秩,建立具有因子矩陣先驗約束的張量填充模型;具體為: 為有效恢復出失效陣元的缺失數據,利用因子矩陣的范德蒙德結構特點、因子矩陣之間的相互關系以及張量的低CP秩,建立用于失效陣元缺失數據恢復的張量填充模型: 其中,Mn,n=1,2,3,4,表示輔助矩陣,Ω表示不完整協方差張量中已知非零元素的集合;表示投影到集合Ω的投影算子;||·||*表示核范數;||·||F表示Frobenius范數;λ表示正則化參數;表示塊Hankel矩陣操作,定義為將矩陣變換到塊Hankel矩陣的操作,其中,up表示U的第p列,p=1,2,…,P;S1+S2=S+1;表示Hankel操作,定義為將向量變換為Hankel矩陣的操作,其中,S1+S2=S+1; 4為求解具有約束的張量填充模型,將步驟3中的張量填充模型轉換無約束的增廣拉格朗日函數形式; 5利用ADMM算法迭代求解步驟4中的增廣拉格朗日函數,迭代結束時獲得因子矩陣U1,U2和對角矩陣Δ3,Δ4; 6根據因子矩陣U1,U2和對角矩陣Δ3,Δ4,利用Tucker運算構造出完整協方差張量再通過對稱厄米特展開還原為完整的協方差矩陣R,最后采用ESPRIT算法進行目標角度估計。
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