廣東工業大學梁嘉潮獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉廣東工業大學申請的專利一種雷達通信一體化的魯棒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:CN114938234B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-12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:202210529393.X,技術領域涉及:H04B7/06;該發明授權一種雷達通信一體化的魯棒波束形成方法是由梁嘉潮;黃永偉;林坤城設計研發完成,并于2022-05-16向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種雷達通信一體化的魯棒波束形成方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種雷達通信一體化的魯棒波束形成方法,其方法包括以下步驟:S1:建立雷達通信一體化系統,得到發射波束形成向量和接收波束形成向量;構建極大化雷達輸出信號SINR的目標函數,用于求解極大化的波束形成優化問題;S2:對波束形成優化問題給定通信QoS約束;S3:對波束形成優化問題添加誤差項,得到一定魯棒性的波束形成優化問題;S4:對一定魯棒性的波束形成優化問題進行化簡得到新的波束形成優化問題;S5:對新的波束形成優化問題采用交替優化方法求解發射波束形成向量和接收波束形成向量,得到最優解。本發明在DFRC系統的波束形成優化問題中加入了新的魯棒約束,提高了本發明系統的魯棒性,使系統更貼近實際應用。
本發明授權一種雷達通信一體化的魯棒波束形成方法在權利要求書中公布了:1.一種雷達通信一體化的魯棒波束形成方法,其特征在于,包括以下步驟: S1:建立雷達通信一體化系統,得到發射波束形成向量和接收波束形成向量;構建極大化雷達輸出信號SINR的目標函數,用于求解極大化的波束形成優化問題; 所述極大化雷達輸出信號SINR目標函數的構建方法如下: 1構建通信信號模型 所述通信信號模型包括主級用戶、次級用戶、干擾信道gm和多播通信信道hk,將干擾信道gm和多播通信信道hk作為通信信道,DFRC基站和第m個主級用戶之間為干擾信道gm,所述DFRC基站和第k個次級用戶之間為多播通信信道hk;DFRC基站發射信號矢量x:x=ws, 其中,w為多播通信下的發射波束形成向量,Nt表示發射天線數量,s為數據矢量,其協方差函數滿足E[|s|2]=1,發射信號協方差函數為E[xxH]=wwH,·H表示共軛轉置,次級用戶接收到的信號向量為: 假設通信信道為慢時變的分組Rician衰落信道,nk為第k個通信信道的高斯白噪聲向量,且 為噪聲方差;假設最大信噪比合并接收所有次級用戶的通信波束,則第k個次級用戶的通信信噪比為: 次級發射器對主級用戶造成的干擾功率為: 2構建雷達探測模型 所述雷達探測模型包括雷達信道和MIMO雷達目標,所述DFRC基站和MIMO雷達目標之間通過雷達信道互相通信; MIMO雷達目標的接收信號模型表示為: 其中,r表示MIMO雷達目標所接收的信號,α0Aθ0x為DFRC基站的發射信號,為DFRC基站總共受到I個雜波源的干擾項,n為高斯白噪聲, α0和αi分別表示MIMO雷達目標的復振幅和第i個干擾源的復振幅,θ0和θi分別表示MIMO雷達目標對于發射的角度誤差和第i個干擾源對于發射的角度誤差;Aθ是具有半波長間隔單元的均勻線陣天線的方向矩陣,定義為: 其中,為發射導引矢量,Nt表示發射天線數量,為接收導引矢量,Nr表示接收天線數量; 根據雷達輸出進行一般濾波處理,則MIMO雷達目標的接收信號模型表示為: 其中,為接收波束形成向量; 則MIMO雷達目標輸出信號的SINR表示為: 令則上式可表示為: 得到極大化雷達輸出信號SINR的目標函數: 其中,極大化雷達輸出信號SINR的目標函數即為MIMO雷達目標輸出信號的SINR;w、u作為優化變量,Cn指復數域空間中n維向量,目標函數為雷達輸出信號的SINR,Aθ為具有半波長間隔單元的均勻線陣天線的方向矩陣; S2:對波束形成優化問題給定通信QoS約束; S3:對波束形成優化問題添加誤差項,得到一定魯棒性的波束形成優化問題; S4:對一定魯棒性的波束形成優化問題進行化簡得到新的波束形成優化問題; S5:對新的波束形成優化問題采用交替優化方法求解發射波束形成向量和接收波束形成向量,得到最優解。
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