广东工业大学梁嘉潮获国家专利权
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龙图腾网获悉广东工业大学申请的专利一种雷达通信一体化的鲁棒波束形成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:CN114938234B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-12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:202210529393.X,技术领域涉及:H04B7/06;该发明授权一种雷达通信一体化的鲁棒波束形成方法是由梁嘉潮;黄永伟;林坤城设计研发完成,并于2022-05-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种雷达通信一体化的鲁棒波束形成方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种雷达通信一体化的鲁棒波束形成方法,其方法包括以下步骤:S1:建立雷达通信一体化系统,得到发射波束形成向量和接收波束形成向量;构建极大化雷达输出信号SINR的目标函数,用于求解极大化的波束形成优化问题;S2:对波束形成优化问题给定通信QoS约束;S3:对波束形成优化问题添加误差项,得到一定鲁棒性的波束形成优化问题;S4:对一定鲁棒性的波束形成优化问题进行化简得到新的波束形成优化问题;S5:对新的波束形成优化问题采用交替优化方法求解发射波束形成向量和接收波束形成向量,得到最优解。本发明在DFRC系统的波束形成优化问题中加入了新的鲁棒约束,提高了本发明系统的鲁棒性,使系统更贴近实际应用。
本发明授权一种雷达通信一体化的鲁棒波束形成方法在权利要求书中公布了:1.一种雷达通信一体化的鲁棒波束形成方法,其特征在于,包括以下步骤: S1:建立雷达通信一体化系统,得到发射波束形成向量和接收波束形成向量;构建极大化雷达输出信号SINR的目标函数,用于求解极大化的波束形成优化问题; 所述极大化雷达输出信号SINR目标函数的构建方法如下: 1构建通信信号模型 所述通信信号模型包括主级用户、次级用户、干扰信道gm和多播通信信道hk,将干扰信道gm和多播通信信道hk作为通信信道,DFRC基站和第m个主级用户之间为干扰信道gm,所述DFRC基站和第k个次级用户之间为多播通信信道hk;DFRC基站发射信号矢量x:x=ws, 其中,w为多播通信下的发射波束形成向量,Nt表示发射天线数量,s为数据矢量,其协方差函数满足E[|s|2]=1,发射信号协方差函数为E[xxH]=wwH,·H表示共轭转置,次级用户接收到的信号向量为: 假设通信信道为慢时变的分组Rician衰落信道,nk为第k个通信信道的高斯白噪声向量,且 为噪声方差;假设最大信噪比合并接收所有次级用户的通信波束,则第k个次级用户的通信信噪比为: 次级发射器对主级用户造成的干扰功率为: 2构建雷达探测模型 所述雷达探测模型包括雷达信道和MIMO雷达目标,所述DFRC基站和MIMO雷达目标之间通过雷达信道互相通信; MIMO雷达目标的接收信号模型表示为: 其中,r表示MIMO雷达目标所接收的信号,α0Aθ0x为DFRC基站的发射信号,为DFRC基站总共受到I个杂波源的干扰项,n为高斯白噪声, α0和αi分别表示MIMO雷达目标的复振幅和第i个干扰源的复振幅,θ0和θi分别表示MIMO雷达目标对于发射的角度误差和第i个干扰源对于发射的角度误差;Aθ是具有半波长间隔单元的均匀线阵天线的方向矩阵,定义为: 其中,为发射导引矢量,Nt表示发射天线数量,为接收导引矢量,Nr表示接收天线数量; 根据雷达输出进行一般滤波处理,则MIMO雷达目标的接收信号模型表示为: 其中,为接收波束形成向量; 则MIMO雷达目标输出信号的SINR表示为: 令则上式可表示为: 得到极大化雷达输出信号SINR的目标函数: 其中,极大化雷达输出信号SINR的目标函数即为MIMO雷达目标输出信号的SINR;w、u作为优化变量,Cn指复数域空间中n维向量,目标函数为雷达输出信号的SINR,Aθ为具有半波长间隔单元的均匀线阵天线的方向矩阵; S2:对波束形成优化问题给定通信QoS约束; S3:对波束形成优化问题添加误差项,得到一定鲁棒性的波束形成优化问题; S4:对一定鲁棒性的波束形成优化问题进行化简得到新的波束形成优化问题; S5:对新的波束形成优化问题采用交替优化方法求解发射波束形成向量和接收波束形成向量,得到最优解。
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