恭喜中国人民解放军军事科学院系统工程研究院何元智获国家专利权
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龙图腾网恭喜中国人民解放军军事科学院系统工程研究院申请的专利一种分布式星群协同超稀疏阵列设计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118573261B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410388426.2,技术领域涉及:H04B7/185;该发明授权一种分布式星群协同超稀疏阵列设计方法是由何元智;王昶旭设计研发完成,并于2024-04-01向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种分布式星群协同超稀疏阵列设计方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种分布式星群协同超稀疏阵列设计方法,该方法包括:对分布式星群内单颗卫星搭载阵列进行分析,得到单颗卫星搭载阵列的天线方向图;对单颗卫星搭载阵列的天线方向图进行处理,得到第一重构天线方向图;将分布式星群内的p′个单颗卫星进行多星联合得到超稀疏阵列;对超稀疏阵列进行分块得到p′个超稀疏阵列块;对p′个超稀疏阵列块进行处理得到p′个超稀疏阵列块的天线方向图;对p′个超稀疏阵列块的天线方向图进行重构,得到第二重构天线方向图,实现分布式星群协同超稀疏阵列设计。本发明利用分块压缩感知方法设计超稀疏阵列,提升分布式星群阵列的方向性和增益,灵活形成波束,提高卫星通信系统抗干扰能力。
本发明授权一种分布式星群协同超稀疏阵列设计方法在权利要求书中公布了:1.一种分布式星群协同超稀疏阵列设计方法,其特征在于,所述方法包括:S1,对分布式星群内单颗卫星搭载阵列进行分析,得到单颗卫星搭载阵列的天线方向图;所述分布式星群包括若干个单颗卫星;所述单颗卫星搭载阵列的天线方向图表达式为: 式中,表示单颗卫星搭载阵列的天线方向图,θ和分别为平面中任意观察方向相对原点的俯仰角和方位角,和wn分别为第n个阵元的单元方向图和复激励,复激励包含幅度和相位,β=2πλ为空间波长数,xn,yn是第n个候选阵元的二维坐标位置,N=Nx×Ny是总的候选阵元个数,e为指数函数,分布式星群内单颗卫星搭载阵列是位于xoy平面的矩形阵列,阵列口径大小为Dx×Dy,i为虚数单位,i2=-1;S2,对所述单颗卫星搭载阵列的天线方向图进行处理,得到第一重构天线方向图,包括:S21,对所述单颗卫星搭载阵列的复激励进行稀疏化处理,得到所述单颗卫星搭载阵列的稀疏复激励矩阵;S22,对所述稀疏复激励矩阵进行处理,得到天线方向图采样向量;所述天线方向图采样向量表达式为:F=Awp式中,F为参考方向的天线方向图采样向量,表示为F=[f1,f2,...,fJ]T,T表示转置,J表示采样向量的个数,wp=[wp1,wp2,...,wpN]为第p颗卫星搭载阵列的稀疏复激励矩阵,A为J×N维测量矩阵,矩阵A的元素为j=1,2,…,J,n=1,2,…,N,N=Nx×Ny是总的候选阵元个数,e为指数函数,xn,yn是第n个候选阵元的二维坐标位置,β=2πλ为空间波长数,i为虚数单位,i2=-1;S23,对所述天线方向图采样向量进行重构,得到第一重构天线方向图,包括:利用天线方向图采样向量重构模型,对所述天线方向图采样向量进行重构,得到第一重构天线方向图;所述天线方向图采样向量重构模型为: 其中,wp=[wp1,wp2,...,wpN]为第p颗卫星搭载阵列的稀疏复激励矩阵,f为分布式星群内单颗卫星搭载阵列的天线方向图,fREF为参考天线方向图,||·||1为l1范数,||·||2为l2范数,ε为用户设定的重建误差上限;S3,将所述分布式星群内的p′个单颗卫星进行多星联合,得到超稀疏阵列;S4,对所述超稀疏阵列进行分块,得到p′个超稀疏阵列块;S5,对所述p′个超稀疏阵列块进行处理,得到p′个超稀疏阵列块的天线方向图;所述p′个超稀疏阵列块的天线方向图表达式为: 式中,为第p个超稀疏阵列块的天线方向图,xpn,ypn为星群内第p颗卫星中第n个候选阵元的二维坐标位置,w'pn为星群内第p颗卫星中第n个阵元的稀疏后复激励,p=1,2,...,p′,n=1,2,...,N,N是总的候选阵元个数,e为指数函数,β=2πλ为空间波长数,i为虚数单位,i2=-1,θ和分别为平面中任意观察方向相对原点的俯仰角和方位角;S6,对所述p′个超稀疏阵列块的天线方向图进行重构,得到第二重构天线方向图,实现分布式星群协同超稀疏阵列设计,包括:S61,对所述p′个超稀疏阵列块的天线方向图进行叠加,得到叠加天线方向图;所述叠加天线方向图表达式为: 式中,f为叠加天线方向图,fp为第p个超稀疏阵列块的天线方向图,p=1,2,...,p′;S62,利用超稀疏阵列天线方向图重构模型,对所述叠加天线方向图进行重构,得到第二重构天线方向图;所述超稀疏阵列天线方向图重构模型表达式为: 式中,wP为第p颗卫星搭载阵列的稀疏复激励矩阵,f′REF为用户提出感兴趣天线方向图,||·||1为l1范数,||·||2为l2范数,ε为用户设定的重建误差上限。
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