[發明專利]一種抽取注水成型的雷達嵌入式通信波形設計方法

有效

• 申請號: 202111503415.7
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114205827B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 李保國;張澄安;王翔;黃知濤;徐強;劉毅遠;姚怡舟
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H04W16/14
• 分類號: H04W16/14;H04L9/08
• 代理公司: 湖南企企衛知識產權代理有限公司 43257
• 代理人: 任合明

1.一種抽取注水成型的雷達嵌入式通信波形設計方法，其特征在于，該方法包含以下步驟：

S1雷達嵌入式通信工作區域被雷達照射后，RF標簽對雷達信號進行過采樣，采樣長度為NM的雷達信號矢量表示為：

s＝[s₁,s₂,...,s_NM]

其中，s_n為采樣的雷達信號，n＝1,2,…,NM，N為滿足奈奎斯特準則的采樣點數，M為RF標簽中AD采樣器的過采樣因子，表示1×NM的復矩陣；

S2對上述過采樣得到的雷達信號矢量進行循環移位構建托普利茲矩陣為：

S3對托普利茲矩陣S_b進行左奇異值分解來分析雷達信號的特征，生成特征向量矩陣Q：

其中Q^H表示Q的共軛轉置，Λ＝diag(σ₁,σ₂,…,σ_NM)為奇異值對角矩陣，σ₁,σ₂,…,σ_NM為奇異值，滿足σ₁≥σ₂≥…≥σ_NM≥0；

S4根據奇異值大小將S3中的特征向量矩陣Q分為主導空間成分和非主導空間成分：

其中m定義為主導空間大小，滿足1≤m≤NM-1，均為奇異值對角矩陣Λ的子矩陣，Λ_D,m＝diag(σ₁,σ₂,…,σ_m)，Λ_ND,NM-m＝diag(σ_m+1,σ_m+2,…,σ_NM)；Q_D,m、Q_ND,NM-m均為特征向量矩陣Q的子矩陣，為由特征向量矩陣Q前m個特征向量組成的主導空間成分，為由特征向量矩陣Q后NM-m個特征向量組成的非主導空間成分；

S5由S4中的對角矩陣構建注水成型矩陣為：

S6假設特征向量矩陣Q含有的NM個特征向量為q₁,q₂,…,q_NM，Λ_P的對角線元素為λ₁,λ₂,…,λ_NM，需要構建的雷達嵌入式通信通信波形數量為K，通過對矩陣Q的列向量進行抽取處理，構建Q的K個子矩陣為：

Q_[1]＝[q₁ q_1+K … q_1+(E-1)K]

Q_[2]＝[q₂ q_2+K … q_2+(E-1)K]

…

Q_[K]＝[q_K q_K+K … q_K+(E-1)K]

即

Q_[k]＝[q_k q_k+K … q_k+(E-1)K],k＝1,2,…,K

其中k＝1,2,…,K，E為K個子矩陣含有的特征向量個數，其可以通過下式計算：

其中表示向下取整運算；

同理對對角陣Λ_P進行抽取，構建Λ_P的K個子矩陣為：

即

其中k＝1,2,…,K；

S7構建K個雷達嵌入式通信通信波形生成矩陣為：

其中k＝1,2,…,K；

S8隨機生成一個維度為NM×1的列矢量b，稱其為波形構造密鑰矢量；

S9構建K個雷達嵌入式通信通信波形，稱為ESWF波形：

其中為使各通信波形之間保持能量一致的約束因子，可以通過下式計算：

其中，tr(·)代表對矩陣求跡。

2.一種根據權利要求1所述抽取注水成型的雷達嵌入式通信波形設計方法，其特征在于：S1中，對于線性調頻雷達，采樣信號可以表示為：