基于协方差矩阵估计和子空间构造的波束形成方法

    公开(公告)号:CN117478186A

    公开(公告)日:2024-01-30

    申请号:CN202311467078.X

    申请日:2023-11-07

    Abstract: 本发明公开了一种基于协方差矩阵估计和子空间构造的波束形成方法,属于阵列信号处理技术领域。本发明首先将阵列划分为两个阵元数相等的子阵列,估计两个子阵列的协方差矩阵,用得到的子阵列协方差矩阵构造整个阵列的信号加干扰子空间。使用完整阵列的采样矩阵估计噪声功率,同时采样矩阵向信号加干扰子空间投影并估计干扰信号功率,二者进一步得到重构的干扰加噪声协方差矩阵。将得到的干扰加噪声协方差矩阵代入最小方差无失真响应波束形成器的权值表达式得到波束形成所需的权值。本发明无误差场景下,波达方向误差场景,相干散射场景和非相干散射场景下都具有很好的表现性能,并且相较于经典算法,具有更好的输出信干噪比,更高的输出性能。

    采用阵列几何流形超分辨频控阵阵元位置设计方法及系统

    公开(公告)号:CN117173386A

    公开(公告)日:2023-12-05

    申请号:CN202311206130.6

    申请日:2023-09-18

    Inventor: 王文钦 郑植 王成

    Abstract: 本发明属于雷达高分辨成像技术领域,尤其涉及一种采用阵列几何流形的超分辨频控阵阵元位置设计方法,包括:S1:构建频控阵阵列几何流形理论框架;S2:求流形曲线的递归方程;S3:构建频控阵阵元位置多项式;S4:求解超分辨频控阵阵元位置;S5:目标检测门限;S6:目标分辨门限。本发明将阵列流形几何理论引入频控阵用于分析频控阵的目标检测与分辨率理论界限,进而从阵列信息几何角度入手优化设计超分辨频控阵。本发明方法相对现有阵列设计技术在提升频控阵的目标检测、分辨和估计性能方面具有技术优势。

    一种FDA-MIMO雷达二维角度和距离联合估计方法

    公开(公告)号:CN116794623A

    公开(公告)日:2023-09-22

    申请号:CN202211188470.6

    申请日:2022-09-27

    Inventor: 王成 王文钦 郑植

    Abstract: 本发明提供了一种FDA‑MIMO雷达二维角度和距离联合估计方法,通过构建双稀疏均匀面阵和展开互质频偏,对接收到的信号做匹配滤波,获得输出信号。对输出信号的协方差矩阵进行特征值分解得到所有特征值,利用阶跃比方法获得目标数并划分噪声子空间。根据所述噪声子空间构造3D‑MUSIC空间谱函数,先后进行两次降维变换并通过二级搜索得到角度θ估计值。根据关联方向向量计算出角度#imgabs0#和距离估计值。仿真结果表明,本发明获得了较好的估计性能。

    一种频控阵鲁棒性的几何流形评估与校准方法

    公开(公告)号:CN116609733A

    公开(公告)日:2023-08-18

    申请号:CN202211105195.7

    申请日:2022-09-09

    Inventor: 王文钦 王成 郑植

    Abstract: 本发明公开了一种频控阵鲁棒性的几何流形评估与校准方法,包括以下步骤:步骤S1:得到阵元位置向量和阵元频偏偏置系数向量,并找出最大阵元位置误差绝对值与最大阵元频偏偏置系数误差绝对值;步骤S2:计算关于阵元位置的总体灵敏度;步骤S3:判断阵元位置总体灵敏度是否满足预期要求,并在不满足时进行校准调整;步骤S4:计算关于阵元频偏偏置系数的总体灵敏度;步骤S5:判断阵元频偏偏置系数总体灵敏度是否满足预期要求,并在不满足时进行校准调整。本发明基于实际工程中所给出的频控阵阵列结构,能够对其进行鲁棒性评估以及进行相应的校准调整。

    一种双基地FDA-MIMO雷达角度和距离估计方法

    公开(公告)号:CN115575940A

    公开(公告)日:2023-01-06

    申请号:CN202211213663.2

    申请日:2022-09-30

    Inventor: 王成 王文钦 郑植

    Abstract: 本发明公开了一种双基地FDA‑MIMO雷达角度和距离估计方法,涉及目标定位技术领域,利用多互质频偏设计方案扩展信号带宽,提升了目标距离估计性能;利用旋转不变性得到DOA旋转因子和DOA估计值,然后将信号子空间重构并划分成多个子阵的信号子空间,利用各子阵的旋转不变性得到各子阵旋转因子,对各旋转因子做差分并提取相位得到已解耦相位组,再利用最小二乘拟合得到距离估计值;最后利用距离估计值消除旋转因子的距离信息并得到DOD估计值。该方法实现了DOD与距离解耦合,且实现了DOD、DOA和距离联合估计,计算复杂度低,更易于工程实现。

    一种存在阵列互藕的一比特采样DOA估计方法

    公开(公告)号:CN115390006A

    公开(公告)日:2022-11-25

    申请号:CN202210863521.4

    申请日:2022-07-21

    Abstract: 本发明公开了一种存在阵列互藕的一比特采样DOA估计方法,属于阵列信号处理领域中的参数估计。本发明为:设置一个M个阵元组成的均匀线性阵列,并对每个阵元的测量值进行一比特采样;利用arcsine law恢复出归一化的原始协方差矩阵;利用矩阵变换给出归一化协方差矩阵的导向矩阵结构;对空域进行网格划分构建一个稀疏矢量;利用迭代的思想避免归一化噪声矩阵对特征值分解的影响,获得准确的噪声子空间;构造一个加权矩阵用于增强稀疏矢量的稀疏性;最后提出一个稀疏恢复问题用于DOA估计。因此,本发明利用一比特采样数据极大降低了系统成本、功耗及数据传输存储量,具有估计精度高,分辨率高,可以在没有互耦补偿的情况下实现精确的DOA估计等优点。

    一种基于一比特采样的交叉偶极子阵列DOA估计方法

    公开(公告)号:CN115015864A

    公开(公告)日:2022-09-06

    申请号:CN202210507222.7

    申请日:2022-05-10

    Abstract: 本发明公开了一种基于一比特采样的交叉偶极子阵列DOA估计方法,属于阵列信号处理技术领域。本发明方法包括:布置交叉偶极子阵列,对于每个接收阵元,使用一比特ADC对接收数据进行量化;根据arcsine law利用一比特数据恢复出整个阵列的归一化协方差矩阵;再次利用arcsine law恢复出两个极化方向上的归一化协方差矩阵;再利用特征值分解获得归一化后的噪声能量;计算整个阵列的无噪声归一化协方差矩阵,以避免等效的非均匀噪声对特征值分解造成的影响。最后,利用子空间的旋转不变性,使用ESPRIT算法进行DOA估计。由于使用一比特量化,所以本发明具有硬件成本低、能量消耗低和数据传输和存储量低的优点。

    一种存在阵列互藕的一比特采样DOA估计方法

    公开(公告)号:CN115390006B

    公开(公告)日:2025-01-14

    申请号:CN202210863521.4

    申请日:2022-07-21

    Abstract: 本发明公开了一种存在阵列互藕的一比特采样DOA估计方法,属于阵列信号处理领域中的参数估计。本发明为:设置一个M个阵元组成的均匀线性阵列,并对每个阵元的测量值进行一比特采样;利用arcsine law恢复出归一化的原始协方差矩阵;利用矩阵变换给出归一化协方差矩阵的导向矩阵结构;对空域进行网格划分构建一个稀疏矢量;利用迭代的思想避免归一化噪声矩阵对特征值分解的影响,获得准确的噪声子空间;构造一个加权矩阵用于增强稀疏矢量的稀疏性;最后提出一个稀疏恢复问题用于DOA估计。因此,本发明利用一比特采样数据极大降低了系统成本、功耗及数据传输存储量,具有估计精度高,分辨率高,可以在没有互耦补偿的情况下实现精确的DOA估计等优点。

    一种单基地对称互质阵MIMO系统及混合场定位方法

    公开(公告)号:CN117706475A

    公开(公告)日:2024-03-15

    申请号:CN202311509809.2

    申请日:2023-11-14

    Abstract: 本发明公开了一种单基地对称互质阵MIMO系统及混合场定位方法,属于混合场定位技术领域。本发明的对称互质阵MIMO系统的发射阵列为包括#imgabs0#个阵元的均匀线性阵列,阵元间距为#imgabs1#接收阵列包括子阵1、子阵2和发射阵列的中心阵元,子阵1和子阵2均为包括M1‑1个阵元的均匀线性阵列,其子阵内的阵元间距为d2=N1d,且子阵1与子阵2分别位于中心阵元的两侧,其与中心阵元之间的间距均为d3=(M1N1‑1)d;且M1与N1互质,N1>M1≥2,#imgabs2##imgabs3#正整数p∈[2,M1]。本发明的对称互质阵MIMO系统具有更大的物理阵列孔径和更高的虚拟阵列自由度,可以有效提高定位的精度,且阵元之间间距较大,可以有效降低阵列之间的互耦作用;本发明的混合场定位方法通过计算其和协阵列的差分阵的虚拟阵列信号,进一步提高了系统的定位性能。

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