通信感知一体化(Integrated Sensing and Communication,ISAC)系统可以将通信感知功能有机融合,以取得更高的频谱效率和硬件利用率,但传统的大规模集中式天线阵列在平面波假设下无法提供距离维增益,且其混合波束赋形设计为非凸优化问题...通信感知一体化(Integrated Sensing and Communication,ISAC)系统可以将通信感知功能有机融合,以取得更高的频谱效率和硬件利用率,但传统的大规模集中式天线阵列在平面波假设下无法提供距离维增益,且其混合波束赋形设计为非凸优化问题,仍是具有挑战性的难题。为此,提出了一种基于子阵列的混合波束赋形设计方案,在较低的硬件复杂度下通过扩展球面波区域范围提供距离维增益,以在满足感知性能约束和发射功率预算的前提下最大化通信速率。首先提出了一种基于分式规划和最优化最小化方法的算法,将非凸优化问题转化为凸问题后迭代求解得到一个联合波束赋形矩阵;进而提出一种基于流形优化和最小二乘法的算法,迭代求解后将其分解为数字/模拟波束赋形矩阵。仿真结果表明,基于子阵列的算法相较于集中式阵列能够获得更多的距离维信息和感知自由度,通信性能提升40%,且流形优化后混合波束赋形方案能够很好地逼近联合优化的数字波束赋形方案的性能。展开更多
距离模糊和方位模糊会严重影响星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)的成像质量。现有的利用天线波束赋形来抑制模糊的方法在雷达正侧视成像时取得了优异的效果,但并不适用于雷达斜视的情况。针对这一问题,提出了一种基于平...距离模糊和方位模糊会严重影响星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)的成像质量。现有的利用天线波束赋形来抑制模糊的方法在雷达正侧视成像时取得了优异的效果,但并不适用于雷达斜视的情况。针对这一问题,提出了一种基于平面阵列天线波束赋形的星载SAR二维模糊(距离和方位模糊)抑制方法。使用距离-方位模糊综合的模糊比(Ambiguity to Signal Ratio,ASR)指标来替代距离模糊比及方位模糊比,结合对不同斜视情形下天线波束变化的分析,充分考虑包含镜像模糊区在内的所有模糊区,建立了模糊比-天线权重优化模型。以模糊能量为目标函数、天线方向图掩模作为约束确立二次锥(Quadratic Cone Programming,QCP)优化问题,求解得到阵元幅度相位分布。仿真结果表明,所提方法可以通过调节模糊区对应的旁瓣幅值,灵活地抑制SAR斜视成像的距离和方位模糊,进而提高星载SAR的成像质量。展开更多
文摘通信感知一体化(Integrated Sensing and Communication,ISAC)系统可以将通信感知功能有机融合,以取得更高的频谱效率和硬件利用率,但传统的大规模集中式天线阵列在平面波假设下无法提供距离维增益,且其混合波束赋形设计为非凸优化问题,仍是具有挑战性的难题。为此,提出了一种基于子阵列的混合波束赋形设计方案,在较低的硬件复杂度下通过扩展球面波区域范围提供距离维增益,以在满足感知性能约束和发射功率预算的前提下最大化通信速率。首先提出了一种基于分式规划和最优化最小化方法的算法,将非凸优化问题转化为凸问题后迭代求解得到一个联合波束赋形矩阵;进而提出一种基于流形优化和最小二乘法的算法,迭代求解后将其分解为数字/模拟波束赋形矩阵。仿真结果表明,基于子阵列的算法相较于集中式阵列能够获得更多的距离维信息和感知自由度,通信性能提升40%,且流形优化后混合波束赋形方案能够很好地逼近联合优化的数字波束赋形方案的性能。
文摘距离模糊和方位模糊会严重影响星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)的成像质量。现有的利用天线波束赋形来抑制模糊的方法在雷达正侧视成像时取得了优异的效果,但并不适用于雷达斜视的情况。针对这一问题,提出了一种基于平面阵列天线波束赋形的星载SAR二维模糊(距离和方位模糊)抑制方法。使用距离-方位模糊综合的模糊比(Ambiguity to Signal Ratio,ASR)指标来替代距离模糊比及方位模糊比,结合对不同斜视情形下天线波束变化的分析,充分考虑包含镜像模糊区在内的所有模糊区,建立了模糊比-天线权重优化模型。以模糊能量为目标函数、天线方向图掩模作为约束确立二次锥(Quadratic Cone Programming,QCP)优化问题,求解得到阵元幅度相位分布。仿真结果表明,所提方法可以通过调节模糊区对应的旁瓣幅值,灵活地抑制SAR斜视成像的距离和方位模糊,进而提高星载SAR的成像质量。
