宁波大学陈华获国家专利权
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龙图腾网获悉宁波大学申请的专利一种基于平行因子分解的空时近场源三维参数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:CN115825858B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-18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:202211087791.7,技术领域涉及:G01S5/06;该发明授权一种基于平行因子分解的空时近场源三维参数估计方法是由陈华;薛丁凡;赵天一;金明;郭昊东设计研发完成,并于2022-09-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于平行因子分解的空时近场源三维参数估计方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于平行因子分解的空时近场源三维参数估计方法,该方法包括:建立一个十字交叉阵列接收模型,在十字交叉阵列接收模型中建立三维直角坐标系,所述十字交叉阵列接收模型由位于X轴上的均匀线阵和位于Y轴上的的均匀线阵组成;设定存在K个近场目标,第k个近场目标Sk以电角和距离rk入射到十字交叉阵列上,将得到的距离估计值和作差来实现参数和的配对;本发明基于平行因子分解技术,充分利用信号的时域信息和空域信息,借助增强的三阶结构获得更好性能的同时大大降低了计算复杂度。在近场背景下,还没有提出此类估计算法。
本发明授权一种基于平行因子分解的空时近场源三维参数估计方法在权利要求书中公布了:1.一种基于平行因子分解的空时近场源三维参数估计方法,其特征在于:该方法包括下列步骤: S1、建立一个十字交叉阵列接收模型,在十字交叉阵列接收模型中建立三维直角坐标系,所述十字交叉阵列接收模型由位于X轴上的均匀线阵和位于Y轴上的的均匀线阵组成;所述X轴和Y轴上的均匀线阵均包含2P+1个阵元,位于坐标原点处的阵元作为参考阵元,阵元与阵元之间的间距设定为d=λ4,λ是入射信号的波长; S2、在三维直角坐标系中,设定存在K个近场目标,第k个近场目标Sk以电角和距离rk入射到十字交叉阵列上,其中,k=1,2,…,K,得到位于X轴上的第m个阵元的接收数据模型为:其中,-P≤m≤P,P表示单边阵元数,skt表示第k个近场目标的入射信号,nm,0t表示均值为0、方差为σ2的独立复加性高斯噪声,τxkm表示空间中的第k个近场目标的入射信号到达参考阵元和到达任意阵元之间的传播时延,τxkm≈ωxkm+φxkm2,得到位于Y轴上的第n个阵元的接收数据模型为:其中,skt表示第k个近场目标的入射信号,n0,nt表示均值为0、方差为σ2的独立复加性高斯噪声,τykn表示空间中的第k个近场目标的入射信号到达参考阵元和到达任意阵元之间的传播时延,τykn≈ωykn+φykn2, S3、根据步骤S2得到的位于X轴上的第m个阵元的接收数据模型,得到位于X轴的-m-1,-m处的阵元的接收数据模型为:其中,表示第k个信源的时延自相关函数;根据步骤S2得到的位于X轴上的第n个阵元的接收数据模型,得到位于X轴的m+1,m处的阵元的接收数据模型为: S4、将步骤S3得到的r-m-1,-mτ和rm+1,mτ分别按照阵元位置m=-P,-P+1,...,P-1排列为向量形式,即:r1τ=[rp-1,pτ,rp-2,p-1τ,...,r-1,0τ,...,r-p,-p+1τ]T,r2τ=[r-p+1,-pτ,r-p+2,-p+1τ,...,r1,0τ,...,rp,p-1τ]T,其矩阵形式对应为:r2τ=BΦxΩxrsτ;其中,B=[bφx1,...,bφxK], rsτ=[rs1τ,...,rsKτ]T; S5、将步骤S4中得到的向量r1τ和r2τ分别取L次时延形成伪快拍数据,得到两个延时自相关矩阵R1=[r11,r12,...,r1L]和R2=[r21,r22,...,r2L],并用矩阵形式将R1和R2分别表示为和R2=BΦxΩxRs,其中Rs=[rs1,rs2,...,rsL],rsl=E{st+ls*t}为信号的自相关函数; S6、定义一个2×2p×L维三面阵X,利用平行因子模型,将X进行切片,每一片切片矩阵的维度为2p×L,那么步骤S5中得到的矩阵R1和R2为: 其中Ux=B, diag-1*表示由相应的对角矩阵的对角元素组成的行向量; S7、对步骤S6中定义的三面阵X执行COMFAC复平行因子分解,得到Rx和Ux的估计值:和则得到第k个信号的估计参数和为: 其中,angle表示取相角,表示通过平行因子分解得到矩阵的第i行第k个估计值; S8、同理,根据步骤S3~S7,得到关于Y轴的第k个信号的估计参数 S9、根据参数和得到距离的估计值为:距离的估计值为: S10、将S9中得到的两个距离估计值和作差来实现参数和的配对; S11、在步骤S10配对完成的基础上,根据表达式和得到二维DOA的估计值并得到距离的估计值为:
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