電子科技大學劉亮獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉電子科技大學申請的專利基于線性約束功率分配的雷達通信一體化波束形成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:CN116614161B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-22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:202310471127.0,技術領域涉及:H04B7/0426;該發明授權基于線性約束功率分配的雷達通信一體化波束形成方法是由劉亮;孫俊賢;甘露;廖紅舒設計研發完成,并于2023-04-27向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于線性約束功率分配的雷達通信一體化波束形成方法在說明書摘要公布了:本發明屬于信號處理技術領域,涉及一種基于線性約束功率分配的雷達通信一體化波束形成方法。本發明首先構建MU?MIMO雷達通信一體化系統模型,直接設計多個用戶的發射協方差矩陣,這些發射協方差矩陣需滿足雷達方向圖約束、信漏噪比最大化約束以及發射功率約束,對所有的發射協方差矩陣進行秩一分解得到波束形成權向量。本發明得到的波束形成權向量在秩一分解前后無功率損失,通過波束形成技術在多用戶場景下實現了有效的雷達通信一體化空間功率分配效果。
本發明授權基于線性約束功率分配的雷達通信一體化波束形成方法在權利要求書中公布了:1.基于線性約束功率分配的雷達通信一體化波束形成方法,用于MU-MIMO雷達通信一體化系統,定義系統包括Nt個陣元的均勻線陣發射陣列、Nr個陣元的均勻線陣雷達接收陣列以及K個配備單天線的通信用戶,雷達期望主瓣數量為Q,期望主瓣指向為θq,q=1,...,Q,通信用戶與發射陣列之間的信道信息被精確估計且被發射端已知,其特征在于,所述波束形成方法包括以下步驟: S1、采用通信信號作為雷達探測信號,定義第i個通信用戶處的接收信號yit為: 其中t為時間參數,hi為H的第i行,H為K×Nt維的信道矩陣,wk為第k個用戶信號的發射波束形成權向量,skt為第k個用戶的通信信號,nit為第i個通信用戶的接收噪聲; 第k個通信用戶的發射協方差矩陣則雷達通信聯合的發射功率Pt為: 其中,||·||表示向量的二范數,tr·表示求矩陣的跡; S2、通過求解以下優化問題得到多用戶發射協方差矩陣: s.t.diagGHWkG=fk rankWk=1 其中,·H為共軛轉置,·T為轉置,diag·表示取矩陣的對角元并排為列向量,α和ε分別是雷達目標以及通信用戶的功率系數,矩陣G=[CHH],其中C=[aθ1…aθQ],aθq為期望主瓣方向θq對應的導向矢量,q=1,...,Q,H為信道矩陣,fk=[fr,kfc,k]T為功率分配向量,其中fr,k控制雷達目標功率,為1×Q維的元素全為的行向量,fck控制通信用戶功率,為1×K維的行向量且第k個元素為ε,其余元素為0;P0為發射功率,ρ是預設的旁瓣電平,雷達方向圖旁瓣區域存在Ls個角度采樣,aθl為采樣角度θl對應的導向矢量;≥表示半正定,rank·表示求矩陣的秩; S3、將K個用戶的發射協方差矩陣Wk進行秩一分解得到K個用戶的波束形成權向量wk,k=1,...,K,對第k個用戶的發射協方差矩陣Wk,先對矩陣Wk進行奇異值分解得到: 其中U為奇異向量構成的矩陣,Λ為Nt個奇異值構成的實對角矩陣;取矩陣Λ的第一列并對第一個元素開根號得到向量σ: 則第k個用戶的波束形成權向量wk表示為: wk=Uσ 進行K次秩一分解后得到K個用戶的波束形成權向量,它們在雷達主瓣范圍內貢獻相同但權向量wk實現第k個用戶的接收SLNR最大化,同時又滿足發射功率約束。
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