寧波大學陳華獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉寧波大學申請的專利一種基于精確模型的近場極化MIMO雷達參數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:CN115639533B 。
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:202210598169.6,技術領域涉及:G01S7/41;該發明授權一種基于精確模型的近場極化MIMO雷達參數估計方法是由陳華;王威龍;王剛設計研發完成,并于2022-05-30向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于精確模型的近場極化MIMO雷達參數估計方法在說明書摘要公布了:本發明涉及一種基于精確模型的近場極化MIMO雷達參數估計方法,包括:建立雙基地MIMO雷達系統,利用極化信息對雙基地MIMO雷達系統中的發射角、接收角、發射極化角以及接收極化角進行估計,整個過程不需要進行譜峰搜索,效率高,其估計得到的參數能夠自動配對,無相位模糊問題,準確率高,且適用于任意陣元間距和相位不確定性的非均勻線性陣列。
本發明授權一種基于精確模型的近場極化MIMO雷達參數估計方法在權利要求書中公布了:1.一種基于精確模型的近場極化MIMO雷達參數估計方法,其特征在于:該方法包括下列步驟: S1、建立雙基地MIMO雷達系統,其發射端由M個COLD陣元構成非均勻線性發射陣列,接收端是由N個COLD陣元構成非均勻線性接收陣列; S2、在雙基地MIMO雷達系統中建立yoz平面直角坐標系,分別取發射陣列和接收陣列的中心陣元作為參考陣元,在yoz平面直角坐標系中設定K個近場目標,獲取第k個近場目標與發射陣列中第m個陣元的距離rm,tk以及第k個近場目標與接收陣列中第n個陣元的距離rn,rk,其中,k=1,2,…,K,m=-M,…,0,…,M,n=-N,…,0,…,N; S3、由發射端的陣元同時發射M個正交的窄帶波,窄帶波遇到K個近場目標被反射后由接收陣列中的陣元接收;根據步驟S2得到的rm,tk和rn,rk,獲取第k個近場目標相對于發射陣列中第m個陣元的空間振幅-相位因子am,tkθtk,rtk,以及獲取第k個近場目標相對于接收陣列中第n個陣元的空間振幅-相位因子an,rkθrk,rrk;所述的空間振幅-相位因子am,tkθtk,rtk的表達式為:所述的空間振幅-相位因子an,rkθrk,rrk的表達式為:其中,εm,t,εn,r分別表示發射陣列中第m個陣元的附加相位因子和接收陣列中第n個陣元的附加相位因子,且εm,t~U0,2π,εn,r~U0,2π;分別表示發射陣列中第m個陣元相對于參考陣元的空間振幅衰減和接收陣列中第n個陣元相對于參考陣元的空間振幅衰減;δm,tk表示發射信號由第m個陣元到第k個目標與發射信號由參考陣元到第k個近場目標的傳播時間差引起的空間相位;δn,rk表示接收信號由第k個近場目標到接收陣列中第n個陣元與接收信號由第k個近場目標到參考陣元的傳播時間差引起的空間相位; S4、設定在同一個發射信號周期內,單個近場目標的橫截面閃爍維持恒定,不同目標的橫截面閃爍波動互不相關,而且不同目標在不同脈沖時間內的起伏統計也相互獨立,根據步驟S3得到的am,tkθtk,rtk和an,rkθrk,rrk,獲取在t時刻,接收端的匹配濾波器的輸出信號; S5、在L次快拍下,根據步驟S4得到的接收端的匹配濾波器的輸出信號,獲取接收端的匹配濾波器的輸出信號矩陣;將所述的接收端的匹配濾波器的輸出信號矩陣排列為一個五階張量,再將五階張量排列為一個三階平行因子模型Y;獲取三階平行因子模型Y的模1展開矩陣、模2展開矩陣以及模3展開矩陣; S6、對步驟S5得到的Y的模1展開矩陣、模2展開矩陣以及模3展開矩陣進行PARAFAC分解,并結合總體最小二乘法得到發射陣列導向矢量的估計值以及接收陣列導向矢量的估計值; S7、構造一個發射陣列的變換矩陣Ct,發射陣列的變換矩陣Ct的表達式為:忽略步驟S6中得到的發射陣列導向矢量的估計值中由于列模糊和尺度模糊造成的誤差,將發射陣列的變換矩陣Ct與忽略誤差后的發射陣列導向矢量的估計值進行相乘,得到相乘的結果,取相乘的結果的前M-12行和后M-12行分別構成矩陣Dt1和矩陣Dt2; S8、對進行特征分解得到其特征值,根據得到的特征值得出發射極化角的估計值; S9、根據得到的發射陣列極化角的估計值,得到發射信號導向矢量的估計值,即得到第k個目標相對于發射陣列中第m個陣元的空間相位因子的估計值,根據這個估計值中每個元素相對于第0個發射陣元的幅度關系,得出發射角的估計值以及發射距離的估計值; S10、構造另一個變換矩陣Cr:并忽略步驟S6中得到的接收陣列導向矢量的估計值中由于列模糊和尺度模糊造成的誤差,然后將接收陣列的變換矩陣Cr與忽略誤差后的接收陣列導向矢量的估計值進行相乘,得到相乘的結果,取相乘的結果的前N-12行和后N-12行分別構成矩陣Dr1和矩陣Dr2; S11、根據的特征值得出該特征值的估計值利用得到的估計值來得到接收極化角的估計值; S12、根據步驟S11得到得接收極化角的估計值,得到接收信號導向矢量的估計值,即得到第k個目標相對于接收陣列中第n個陣元的空間相位因子的估計值,根據這個估計值中每個元素相對于第0個接收陣元的幅度關系,得出接收角的估計值以及接收距離的估計值。
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