恭喜中国传媒大学陈远知获国家专利权
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龙图腾网恭喜中国传媒大学申请的专利双基地MIMO雷达中一种基于张量的角度估计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114200433B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-17发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202111505402.3,技术领域涉及:G01S13/00;该发明授权双基地MIMO雷达中一种基于张量的角度估计方法是由陈远知;于伟家;杜建和;刘昌银设计研发完成,并于2021-12-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本双基地MIMO雷达中一种基于张量的角度估计方法在说明书摘要公布了:本发明涉及双基地MIMO雷达中一种基于张量的角度估计方法。主要解决天线阵列存在多时隙幅相误差情况下的目标定位问题。其实现步骤为:1构建含有多时隙幅相误差的基带接收信号张量模型;2利用奇异值分解SVD算法,在含有多时隙幅相误差的基带接收信号中分离出理想状态下的基带接收信号;3对理想状态下的基带接收信号进行空间平滑和实值化处理;4实值化的理想基带接收信号利用HOSVD算法来获得幅相误差条件下目标的DOD和DOA。本发明在发射和接收阵列含有多时隙幅相误差情况能够得到目标的角度估计,并且本发明不涉及迭代,降低了复杂度,对相干目标和非相干目标的情况都能适用。
本发明授权双基地MIMO雷达中一种基于张量的角度估计方法在权利要求书中公布了:1.双基地MIMO雷达中一种基于张量的角度估计方法,其特征在于该方法包括: 构建含有多时隙幅相误差的基带接收信号张量模型,具体包括:设定双基地MIMO雷达系统存在均匀线性分布的M根发射天线和N根接收天线,在感兴趣的范围内有K个目标,和分别表示含有幅相误差的发射导向矩阵和接收导向矩阵,和分别表示理想状态下的发射和接收阵列导向矩阵,和分别表示P个时隙下发射和接收阵列幅相误差矩阵,表示包含目标反射系数和多普勒频移的信号特征矩阵,是发射信号相互正交的波形矩阵,并且1LSSΗ=IM,其中·Η表示共轭转置操作,L是每个脉冲周期的样本数,IM是大小为M×M的单位阵,系统在第p∈{1,2,…,P}个时隙,第q∈{1,2,…,Q}个脉冲处接收到的基带信号为 其中,diaga表示由矢量a构成的对角矩阵,Wp,q表示加性高斯白噪声,其服从均值为0,方差为σ2的高斯分布,将Yp,q进行矢量化并且沿着时隙这一维度进行堆叠,在不考虑噪声的情况下,可得 其中,是组合幅相误差矩阵, 表示Kronecker积,⊙表示Khatri-Rao积,将Yq进行矢量化并且沿着脉冲维度进行堆叠,可得 其中,Y=[vecY1,…,vecYq,…,vecYQ],vec·表示矢量化操作,XΤ=A⊙BCΤ表示理想状态下的经过匹配滤波后的基带接收信号; 利用奇异值分解SVD算法,在含有多时隙幅相误差的基带接收信号中分离出理想状态下的基带接收信号,具体包括:对的模-1展开矩阵进行伪逆操作,得到组合幅相误差矩阵和理想基带接收信号矩阵的Khatri-Rao积形式,即X⊙ΨPTR,定义矩阵F=X⊙ΨPTR,取其第f∈{1,2,…,MN}列F.f,对F.f进行矩阵化,可得即 其中,组合幅相误差矩阵ΨPTR和理想基带接收信号矩阵X的估计值可分别通过计算的主要左奇异值和右奇异值矢量得到,即 其中,·*表示共轭,和分别表示Uf和Vf的第1列元素,表示特征值矩阵Σf的第1个元素; 对理想状态下的基带接收信号进行空间平滑和实值化处理,具体包括:定义整数对M1,L1,满足M1+L1=M+1,同时定义选择矩阵其中l∈{1,2,…,L1},对理想状态下接收信号张量进行空间平滑,可得到空间平滑三阶张量其三个导向矩阵分别为B和 和分别表示导向矩阵A的前M1行和前L1行,对空间平滑张量进行基于酉变换的实值化处理,利用前后平滑技术,可以得到 其中,∪3表示两个张量沿着第3维度连接,ΓN表示大小为N×N的交换矩阵,其反对角线上元素为1,其余为0,利用酉变换将转化为实值张量即 其中为酉矩阵; 实值化的理想基带接收信号利用HOSVD算法来获得幅相误差条件下目标的DOD和DOA,具体包括:由于张量是满秩的,所以张量可以写为“截断HOSVD”形式为 其中,是核张量,和是由张量的模-i∈{1,2,3}矩阵展开的主要左奇异向量构成的酉矩阵,定义实值张量信号子空间为 εs=Ss×1Es1×2Es2 将Ss代入εs,进而得到εs的模-3矩阵展开形式为 其中,通过最小二乘算法LS得到含有角度信息的矩阵γ1和γ2,即 其中,KB,1和KB,2分别取的实部和虚部,KB,3和KB,4分别取的实部和虚部,和为选择矩阵,表示伪逆操作,第k∈{1,2,…,K}个目标的估计的DOD和DOA通过下式得到 其中,Re·表示取复数的实部操作,Im·表示取复数的虚部操作。
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