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精确模型的近场极化MIMO雷达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:CN115639533B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-08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:202210598169.6,技术领域涉及:G01S7/41;该发明授权一种基于精确模型的近场极化MIMO雷达参数估计方法是由陈华;王威龙;王刚设计研发完成,并于2022-05-30向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于精确模型的近场极化MIMO雷达参数估计方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于精确模型的近场极化MIMO雷达参数估计方法,包括:建立双基地MIMO雷达系统,利用极化信息对双基地MIMO雷达系统中的发射角、接收角、发射极化角以及接收极化角进行估计,整个过程不需要进行谱峰搜索,效率高,其估计得到的参数能够自动配对,无相位模糊问题,准确率高,且适用于任意阵元间距和相位不确定性的非均匀线性阵列。
本发明授权一种基于精确模型的近场极化MIMO雷达参数估计方法在权利要求书中公布了:1.一种基于精确模型的近场极化MIMO雷达参数估计方法,其特征在于:该方法包括下列步骤: S1、建立双基地MIMO雷达系统,其发射端由M个COLD阵元构成非均匀线性发射阵列,接收端是由N个COLD阵元构成非均匀线性接收阵列; S2、在双基地MIMO雷达系统中建立yoz平面直角坐标系,分别取发射阵列和接收阵列的中心阵元作为参考阵元,在yoz平面直角坐标系中设定K个近场目标,获取第k个近场目标与发射阵列中第m个阵元的距离rm,tk以及第k个近场目标与接收阵列中第n个阵元的距离rn,rk,其中,k=1,2,…,K,m=-M,…,0,…,M,n=-N,…,0,…,N; S3、由发射端的阵元同时发射M个正交的窄带波,窄带波遇到K个近场目标被反射后由接收阵列中的阵元接收;根据步骤S2得到的rm,tk和rn,rk,获取第k个近场目标相对于发射阵列中第m个阵元的空间振幅-相位因子am,tkθtk,rtk,以及获取第k个近场目标相对于接收阵列中第n个阵元的空间振幅-相位因子an,rkθrk,rrk;所述的空间振幅-相位因子am,tkθtk,rtk的表达式为:所述的空间振幅-相位因子an,rkθrk,rrk的表达式为:其中,εm,t,εn,r分别表示发射阵列中第m个阵元的附加相位因子和接收阵列中第n个阵元的附加相位因子,且εm,t~U0,2π,εn,r~U0,2π;分别表示发射阵列中第m个阵元相对于参考阵元的空间振幅衰减和接收阵列中第n个阵元相对于参考阵元的空间振幅衰减;δm,tk表示发射信号由第m个阵元到第k个目标与发射信号由参考阵元到第k个近场目标的传播时间差引起的空间相位;δn,rk表示接收信号由第k个近场目标到接收阵列中第n个阵元与接收信号由第k个近场目标到参考阵元的传播时间差引起的空间相位; S4、设定在同一个发射信号周期内,单个近场目标的横截面闪烁维持恒定,不同目标的横截面闪烁波动互不相关,而且不同目标在不同脉冲时间内的起伏统计也相互独立,根据步骤S3得到的am,tkθtk,rtk和an,rkθrk,rrk,获取在t时刻,接收端的匹配滤波器的输出信号; S5、在L次快拍下,根据步骤S4得到的接收端的匹配滤波器的输出信号,获取接收端的匹配滤波器的输出信号矩阵;将所述的接收端的匹配滤波器的输出信号矩阵排列为一个五阶张量,再将五阶张量排列为一个三阶平行因子模型Y;获取三阶平行因子模型Y的模1展开矩阵、模2展开矩阵以及模3展开矩阵; S6、对步骤S5得到的Y的模1展开矩阵、模2展开矩阵以及模3展开矩阵进行PARAFAC分解,并结合总体最小二乘法得到发射阵列导向矢量的估计值以及接收阵列导向矢量的估计值; S7、构造一个发射阵列的变换矩阵Ct,发射阵列的变换矩阵Ct的表达式为:忽略步骤S6中得到的发射阵列导向矢量的估计值中由于列模糊和尺度模糊造成的误差,将发射阵列的变换矩阵Ct与忽略误差后的发射阵列导向矢量的估计值进行相乘,得到相乘的结果,取相乘的结果的前M-12行和后M-12行分别构成矩阵Dt1和矩阵Dt2; S8、对进行特征分解得到其特征值,根据得到的特征值得出发射极化角的估计值; S9、根据得到的发射阵列极化角的估计值,得到发射信号导向矢量的估计值,即得到第k个目标相对于发射阵列中第m个阵元的空间相位因子的估计值,根据这个估计值中每个元素相对于第0个发射阵元的幅度关系,得出发射角的估计值以及发射距离的估计值; S10、构造另一个变换矩阵Cr:并忽略步骤S6中得到的接收阵列导向矢量的估计值中由于列模糊和尺度模糊造成的误差,然后将接收阵列的变换矩阵Cr与忽略误差后的接收阵列导向矢量的估计值进行相乘,得到相乘的结果,取相乘的结果的前N-12行和后N-12行分别构成矩阵Dr1和矩阵Dr2; S11、根据的特征值得出该特征值的估计值利用得到的估计值来得到接收极化角的估计值; S12、根据步骤S11得到得接收极化角的估计值,得到接收信号导向矢量的估计值,即得到第k个目标相对于接收阵列中第n个阵元的空间相位因子的估计值,根据这个估计值中每个元素相对于第0个接收阵元的幅度关系,得出接收角的估计值以及接收距离的估计值。
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