专利摘要

本发明公开一种基于球不变约束和反对称的相控阵MIMO波束形成方法，其步骤为：(1)设置相控阵MIMO雷达结构，获得训练样本集；(2)获得反对称特性协方差矩阵；(3)建立相控阵MIMO波束形成的代价函数；(4)计算实际导向矢量的最优估计值；(5)计算波束形成的权矢量。本发明克服了现有技术对样本需求依赖性强、导向矢量方向角不精确的问题，具有有效降低样本需求量，在小样本条件下依然可以取得优良性能，并在观测数据与实际数据存在失配时的相控阵MIMO雷达波束形成性能更加稳健，使波束形成性能更加优良的优点。

权利要求

1.一种基于球不变约束和反对称的相控阵MIMO波束形成方法，其特征在于，通过酉变换计算反对称协方差矩阵，实现对训练样本的降维；基于球不变约束设计波束形成的代价函数及约束条件，进而利用拉格朗日乘数法计算波束形成所需的最优权矢量；该方法的步骤包括如下：

步骤1，生成训练样本集：

第一步，按照下式，生成相控阵MIMO接收信号：

其中，y表示大小为NK×1的接收发射阵列发射的由目标信号、干扰信号和噪声信号构成的回波信号，N表示相控阵MIMO雷达的每个接收阵列的阵元总数，K表示相控阵MIMO雷达发射阵列的子阵总数，表示开平方根操作，M表示相控阵MIMO雷达结构每个发射阵列子阵中的阵元总数，βs表示目标信号在传播过程中由损耗形成的反射系数，βs的取值为大于0的任何数，u(θs)表示回波信号中方位角为θs的实际导向矢量，∑表示累加操作，D表示回波信号中干扰信号的总数，i表示回波信号中干扰信号的序号，βi表示第i个干扰信号在传播过程中由损耗形成的反射系数，βi取值为大于0的任何数，u(θi)表示回波信号中方位角为θi的第i个干扰信号的导向矢量，表示回波信号中的噪声信号；

第二步，将相控阵MIMO接收信号进行L次快拍，将所有快拍信号组成训练样本集，其中，L取值大于等于NK；

步骤2，获得反对称协方差矩阵：

按照下式，利用实际协方差矩阵的反对称性结构特性，计算反对称协方差矩阵

其中，real(.)表示取实部操作，T表示酉变换矩阵，表示对训练样本集进行最大似然估计得到的采样协方差矩阵，上标H表示共轭转置操作；

步骤3，按照下式，建立球不变约束和反对称的相控阵MIMO波束形成的代价函数：

约束于

其中，表示对u(θs)取最小值操作，表示回波信号中方位角为θs的目标信号与实际导向矢量失配的观测导向矢量，上标-1表示取逆操作，||.||2表示2范数操作，ε表示球不变约束的最大失配值，ε取值小于或等于3；

步骤4，求解球不变约束和反对称的相控阵MIMO波束形成的代价函数：

第一步，利用拉格朗日乘子法，构建拉格朗日函数f如下：

其中，λ表示拉格朗日乘子；

第二步，对所构建的拉格朗日函数f关于u(θs)求导，并置导数为零，得到实际导向矢量的最优估计值

其中，I表示单位矩阵；

步骤5，按照下式，构建用来形成球不变约束和反对称的相控阵MIMO波束的权矢量：

其中，表示相控阵MIMO波束的权矢量。

2.根据权利要求1所述的基于球不变约束和反对称的相控阵MIMO波束形成方法，其特征在于，步骤1第一步中所述的回波信号中方位角为θs的实际导向矢量u(θs)如下：

其中，a(θs)表示回波信号中方位角为θs的目标信号实际发射导向矢量，j表示虚部单位符号，π表示圆周率，sin表示取正弦操作，上标T表示转置操作，表示克罗内克乘积操作，b(θs)表示回波信号中方位角为θs的目标信号实际接收导向矢量，

3.根据权利要求1所述的基于球不变约束和反对称的相控阵MIMO波束形成方法，步骤2中所述的酉变换矩阵如下：

其中，T表示酉变换矩阵，J表示副对角线上元素是1其余元素是0的置换矩阵。

4.根据权利要求2所述的基于球不变约束和反对称的相控阵MIMO波束形成方法，其特征在于，步骤3中所述的观测导向矢量由如下公式构成：

其中，表示回波信号中方位角为θs的目标信号观测发射导向矢量，Δ表示方位角θs的误差，表示回波信号中方位角为θs的目标信号观测接收导向矢量，

基于球不变约束和反对称的相控阵MIMO波束形成方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。