[發(fā)明專利]一種稀疏化無線輸能TRM設(shè)計方法和結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910572451.5
• 申請日: 2019-06-27
• 公開（公告）號: CN110309583B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 包金龍;趙德雙;王秉中
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 張冉

1.一種稀疏化無線輸能TRM設(shè)計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1.設(shè)定密集單元TRM及輸能指標(biāo)

步驟1-1.設(shè)定受能區(qū)域與密集單元TRM

將受能區(qū)域離散化處理，并放置M個受能天線；

設(shè)N元的密集單元TRM的基本單元編號集合為Ω＝{1，…，N}，集合中編號相鄰的基本單元在實(shí)際陣列排布中同樣相鄰，單元間距一致，且每個單元完全相同；稀疏單元TRM的有源單元集合為Ω₁∈Ω，|Ω₁|＝N₀，| |表示求集合中元素個數(shù)，N₀表示Ω₁中有源單元數(shù)目；

步驟1-2.設(shè)定輸能指標(biāo)

設(shè)定的輸能指標(biāo)如下：

(1)單受能天線時間反演輸能時旁瓣閾值為SL_th；

(2)單受能天線時間反演輸能時效率閾值為η_th；

步驟2.選擇稀疏有源單元集合

步驟2-1.選擇N₀的初始值

N₀的初始值即為有源單元數(shù)目的下限值，N₀＜N_max，N_max為系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的最大有源單元數(shù)目；

步驟2-2.選定初始Ω₁，計算集合Ω₁的旁瓣值SL

隨機(jī)選定N₀元集合Ω₁作為初始的有源單元集合，選定的有源單元集合Ω₁與受能天線之間的信道矩陣為：

其中，h_i表示第i個受能天線的信道向量，1≤i≤M，上標(biāo)T表示矩陣轉(zhuǎn)置，表示M×N₀的復(fù)矩陣；

將Ω₁中有源單元進(jìn)行增益補(bǔ)償后的等效的信道矩陣為：

其中，diag(·)表示將向量化為對角矩陣，為幅度補(bǔ)償因子，為增益補(bǔ)償因子，g_k表示第k個有源單元與基本單元的相對功率增益，1≤k≤N₀，表示N₀維實(shí)的行向量，h′_i表示矩陣H′的第i行；

旁瓣值SL為：

SL＝max(SL_i)

其中，SL_i表示第i個受能天線的旁瓣值，max表示求最大值，上標(biāo)H表示共軛轉(zhuǎn)置；

步驟2-3.確定最優(yōu)的稀疏有源單元集Ω₁，得到最小旁瓣值SL

采用窮舉法或全局優(yōu)化算法求解最優(yōu)解Ω₁及SL；

步驟2-4.判斷是否滿足SL＜SL_th

若滿足SL＜SL_th，則結(jié)束，輸出最優(yōu)的稀疏有源單元集合Ω₁以及對應(yīng)的增益補(bǔ)償因子g_c；否則，令N₀＝N₀+1，轉(zhuǎn)至步驟2-2；

步驟3.設(shè)計稀疏化TRM有源單元

依據(jù)基本單元特性以及增益補(bǔ)償因子g_c重新設(shè)計有源單元，滿足設(shè)定的單天線輸能效率閾值，使得效率η≥η_th；

效率η表示為：

η_i＝h_ih_i^H

其中，min表示求最小值。