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平行因子分解的近場極化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:CN114137495B 。
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:202111381726.0,技術領域涉及:G01S7/42;該發明授權一種基于平行因子分解的近場極化MIMO雷達參數估計方法是由陳華;王威龍;王剛;屈龍設計研發完成,并于2021-11-22向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于平行因子分解的近場極化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平行因子分解的近場極化MIMO雷達參數估計方法,通過建立基于交叉偶極子—磁環天線均勻線陣的雙基地MIMO雷達的系統模型,發射端由2M+1個交叉偶極子—磁環天線構成的均勻線性發射陣列,接收端由2N+1個交叉偶極子—磁環天線構成的均勻線性接收陣列,發射陣元間距和接收陣元間距分別用dt和dr表示;對K個不相關的近場窄帶完全極化目標進行定位,第k個目標的二維發射角和二維接收角分別用θtk和θrk表示,其中k=1,2,...K,該方法能夠在交叉偶極子—磁環天線均勻線性陣列的前提下,精確地計算得到二維發射角、二維接收角、二維發射極化角、二維接收極化角以及目標位置坐標這些參數,方法簡單靈活。
本發明授權一種基于平行因子分解的近場極化MIMO雷達參數估計方法在權利要求書中公布了:1.一種基于平行因子分解的近場極化MIMO雷達參數估計方法,其特征在于:該方法包括下列步驟: S1、建立一個基于交叉偶極子—磁環天線均勻線陣的雙基地MIMO雷達的系統模型,所述系統模型中,發射端由2M+1個交叉偶極子—磁環天線構成的均勻線性發射陣列,接收端由2N+1個交叉偶極子—磁環天線構成的均勻線性接收陣列,發射陣元間距和接收陣元間距分別用dt和dr表示,并且滿足dt≤λ2,dr≤λ2,其中λ為電磁波波長; S2、對K個不相關的近場窄帶完全極化目標進行定位,第k個目標的二維發射角和二維接收角分別用θtk和θrk表示,其中k=1,2,...K; S3、在第l個快拍期間內,獲取接收陣元接收到的數據,其表示為:Xl=Arθrk,ρrk,rrk,ηrkdiag{bl}At Tθtk,ρtk,rtk,ηtkS+Zl,其中,Arθrk,ρrk,rrk,ηrk為K個接收陣列的導向矢量,Atθtk,ρtk,rtk,ηtk為K個發射陣列的導向矢量,S為發射波形矩陣;bl為散射系數,Zl為噪聲矩陣,ρrk為接收陣列到目標的距離,rrk為第k個目標的二維接收極化角,ηrk為第k個目標二維接收相位差,θrk為第k個目標的二維接收角,θtk為第k個目標的二維發射角,ρtk為發射陣列到目標的距離,rtk為第k個目標的二維發射極化角,ηtk為第k個目標二維發射相位差,其中0≤rtk,rrk≤π2,0≤ηtk,ηrk≤2π; S4、在L次快拍下,獲取接收端匹配濾波器的輸出信號矩陣,其表示為:Y=Qt⊙Vt⊙Qr⊙VrB+N,其中,Qt為發射信號導向矢量;Qr為接收信號導向矢量;Vt為發射陣列的空間響應;Vr是接收陣列的空間響應;B=[b1,…,bL];N=[n1,…,nL],其中是濾波后的噪聲矢量; S5、將步驟4中的接收端匹配濾波器的輸出信號矩陣排列成一個五階PARAFAC張量分解模型,表示為:再將五階PARAFAC張量分解模型轉換為一個三階PARAFAC張量分解模型,即: S6、根據三階PARAFAC張量分解模型,采用復平行因子分解算法對At,Ar和B進行估計,得出At,Ar和B的估計值,分別記為和 S7、根據表達式來對進行特征分解,得到特征向量Pt=[ot1,ot2,…,otK]和特征值Rt=diag{λt1,λt2,…λtK},其中,Ψt為K×K維矩陣,Δ1為尺度模糊矩陣,Jt1=[Ι2M,02M],Jt2=[02M,I2M],I2M為2M×2M的單位矩陣,02M為2M×2M的零矩陣,Ι2為2×2維單位矩陣,At為發射陣列的導向矢量; S8、根據得到的特征向量和特征值得出Π的估計值為其中,round{·}是一個四舍五入的函數,Re{Pt}表示取Pt的實部;根據Π的估計值得到Vt的估計值為:其中,表示由的第2m-1行到第2m行構成的子陣;根據Vt的估計值得出第k個目標二維發射相位差:第k個目標的二維發射極化角為:其中,表示的第二行第k列的元素,表示的第一行第k列的元素; S9、根據表達式得出wtk的估計值為:根據wtk的估計值得到第k個目標的二維發射角為: S10、根據表達式得出Vr的估計值為:其中,Jr1=[Ι2N,02N],Jr2=[02N,I2N],I2N為2N×2N的單位矩陣,02N為2N×2N的零矩陣,Δ2為尺度模糊矩陣,Ψr是K×K維矩陣,根據Vr的估計值得出第k個目標的二維接收相位差為:第k個目標的二維接收極化角為:其中,表示的第二行第k列的元素,表示的第一行第k列的元素; S11、根據表達式得出wrk的估計值為:根據wrk的估計得到值第k個目標的二維接收角為:第k個目標的位置為:
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