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【CN110018438A】一种波达方向估计方法和装置【专利】

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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910327607.3(22)申请日 2019.04.23(71)申请人 北京邮电大学地址 100876 北京市海淀区西土城路10号(72)发明人 张治　郭宇　黄育侦　张平　刘世琰　(74)专利代理机构 北京柏杉松知识产权代理事务所(普通合伙) 11413代理人 马敬　赵元(51)Int.Cl.G01S 3/14(2006.01)

(54)发明名称一种波达方向估计方法和装置(57)摘要本发明实施例提供了一种波达方向估计方法和装置。电子设备分别获取第一x轴天线子阵列、第一y轴天线子阵列、第二x轴天线子阵列和第二y轴天线子阵列分别接收的信号源发出的信号，叠加整合获取的各个信号，得到两个L型天线阵列接收的整体信号，确定该整体信号的协方差矩阵，对该协方差矩阵进行特征值分解，得到整体噪声子空间；提取该协方差矩阵的前N1+N2行和前N1+N2列的元素，作为x轴协方差矩阵，对x轴协方差矩阵进行特征值分解，得到x轴噪声子空间。根据上述x轴噪声子空间和整体噪声子空间，估计接收信号的DOA。通过本发明实施例提供的技术方案，充分利用了x轴接收信号的协方差信息，提高了DOA估计的精准度，更满足实际应用场

景的需要。

权利要求书3页 说明书16页 附图5页CN 110018438 A2019.07.16

CN 110018438

A1.一种波达方向DOA估计方法，其特征在于，应用于与两个L型天线阵列连接的电子设备，所述两个L型天线阵列的原点相同，其中，一个L型天线阵列包括第一x轴天线子阵列和第一y轴天线子阵列，另一个L型天线阵列包括第二x轴天线子阵列和第二y轴天线子阵列，所述第一x轴天线子阵列和第一y轴天线子阵列分别包括N1个阵元，所述第二x轴天线子阵列和第二y轴天线子阵列分别包括N2个阵元，N1和N2互素；所述方法包括：获取所述第一x轴天线子阵列、所述第一y轴天线子阵列、所述第二x轴天线子阵列和所述第二y轴天线子阵列分别接收的信号源发出的信号；叠加整合获取的各个信号，得到所述两个L型天线阵列接收的整体信号；确定所述两个L型天线阵列接收的整体信号的协方差矩阵；对所述协方差矩阵进行特征值分解，得到整体噪声子空间；提取所述协方差矩阵的前N1+N2行和前N1+N2列的元素，作为x轴协方差矩阵；对所述x轴协方差矩阵进行特征值分解，得到x轴噪声子空间；根据所述x轴噪声子空间和所述整体噪声子空间，估计接收信号的DOA。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述叠加整合获取的各个信号，得到所述两个L型天线阵列接收的整体信号的步骤，包括：叠加整合所述第一x轴天线子阵列接收的信号和所述第二x轴天线子阵列接收的信号，得到x轴接收信号；叠加整合所述第一y轴天线子阵列接收的信号和所述第二y轴天线子阵列接收的信号，得到y轴接收信号；叠加整合所述x轴接收信号和所述y轴接收信号，得到所述两个L型天线阵列接收的整体信号。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述两个L型天线阵列接收的整体信号的协方差矩阵，包括：利用以下公式，确定所述两个L型天线阵列接收的整体信号的协方差矩阵

其中，F为对所述整体信号的采样值个数，z(t)为所述两个L型天线阵列接收的整体信号的第t个采样值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述x轴噪声子空间和所述整体噪声子空间，估计接收信号的DOA的步骤，包括：根据所述x轴噪声子空间，构造第一谱函数；对所述第一谱函数进行峰值搜索，确定每一信号的第一变量的估计值；每一信号的第一变量是根据该信号与z轴的夹角和该信号与xOy平面的夹角确定的变量；根据所述每一信号的第一变量和所述整体噪声子空间，构造第二谱函数；对所述第二谱函数进行峰值搜索，确定每一信号的第二变量的估计值；每一信号的第二变量是根据该信号与z轴的夹角和该信号与xOy平面的夹角确定的变量；根据所述第一变量和所述第二变量，估计接收信号的DOA。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述x轴噪声子空间，

构造第一谱权　利　要　求　书1/3页

2CN 110018438 A

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【CN110095760A】一种气象雷达的测试装置和方法【专利】

【CN110095760A】一种气象雷达的测试装置和方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910335076.2(22)申请日 2019.04.24(71)申请人 中国气象局气象探测中心地址 100081 北京市海淀区中关村南大街46号(72)发明人 步志超　邵楠　李巍　陈玉宝　王箫鹏　刘洁　李斐斐　韩旭　(74)专利代理机构 北京润泽恒知识产权代理有限公司 11319代理人 莎日娜(51)Int.Cl.G01S 7/40(2006.01)G01S 13/95(2006.01)

(54)发明名称一种气象雷达的测试装置和方法(57)摘要本发明提供了一种气象雷达的测试装置，属于气象探测技术领域。所述装置包括显示控制模块、微波链路模块、基带处理模块、数据生成和对比模块，所述装置通过收集或模拟真实天气下气象雷达的回波基数据，对该回波基数据进行反演获得I/Q信号或直接采集I/Q数据，在需要进行测试时，将所述I/Q信号进行上变频处理，射频输出注入待测试雷达，并接收待测雷达反馈的回波基数据，与输入的回波数据进行对比分析，硬件设备进行信号处理、发送和接收，结合软件进行设备调控、数据分析，从而对待测雷达的性能进行准确、便捷的测试，获得符合实际应用环境的测

评结果。

权利要求书2页 说明书13页 附图5页CN 110095760 A2019.08.06

CN 110095760

A1.一种气象雷达的测试装置，其特征在于，所述装置包括：显示控制模块，用于向工作人员展示相应的控制界面，并根据工作人员的操作向各模块发送相应的指令，对各模块进行独立控制；基带处理模块，用于存储I/Q信号，并将所述I/Q信号上变频至中频回放至所述微波链路模块；微波链路模块，用于对I/Q信号进行上变频处理获得射频信号，将所述射频信号回放至所述待测雷达的接收通道；数据生成和对比模块，用于获取标准回波基数据，并对所述标准回波基数据进行反演获得所述I/Q信号，将所述I/Q信号存储在基带处理模块中，以及用于获取所述待测雷达针对所述I/Q信号反馈的测试回波基数据，并对所述标准回波基数据以及测试回波基数据进行分析，获得分析结果。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述显示控制模块包括：自检子模块，用于在接收自检指令后，对所述装置进行自检，并将所述自检的结果显示在控制界面上；参数设置子模块，用于接收工作人员对工作频率、输出功率、波形选择实验参数的设置；信号仿真子模块，用于在接收到工作人员需求信号仿真的操作后，发出信号仿真指令后控制其他各模块根据所述实验参数进行I/Q信号仿真并协作输出所述射频信号；数据对比分析结果显示子模块，用于将所述数据生成和对比模块对于标准回波基数据与测试回波基数据的对比分析结果显示在控制界面上。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述微波链路模块包括：C波段上变频子模块，用于将所述I/Q信号上变频至C波段射频和功率调整；S波段上变频子模块，用于将所述I/Q信号上变频至S波段射频和功率调整；X波段上变频子模块，用于将所述I/Q信号上变频至X波段射频和功率调整。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述基带处理模块包括：存储子模块，用于存储从数据生成和对比模块获取的所述I/Q信号；回放子模块，用于在接收到启用回放模式的指令时，将所述I/Q信号上变频至中频回放至微波链路模块。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述数据生成和对比模块包括：典型天气过程基数据模拟子模块，用于根据预设算法对典型天气的特征数据进行模拟，获取所述标准回波基数据；典型天气过程基数据收集子模块，用于收集实际标准雷达对实际天气反馈的回波基数据，获取所述标准回波基数据；I/Q信号仿真子模块，用于对所述标准回波基数据进行反演，获得所述反演I/Q信号；数据对比分析子模块，用于对标准回波数据与测试回波数据回波结构、数据一致性与数据差异性中的至少一个进行对比分析，或对多个待测雷达基于同一所述标准回波基数据反演的所述I/Q信号反馈的多个测试回波数据进行对比分析。6.一种气象雷达的测试方法，其特征在于，所述方法包括：接收工作人员在控制界面输入的实验参数；所述实验参数包括工作频率、

【CN109946642A】涡旋电磁波的到达角估计方法【专利】

【CN109946642A】涡旋电磁波的到达角估计方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日

(21)申请号 201910173063.X

(22)申请日 2019.03.07

(71)申请人 西安电子科技大学地址 710071 陕西省西安市太白南路2号

(72)发明人 陈睿　龙汶轩　李建东　邹敏强　杨彬　

(74)专利代理机构 陕西电子工业专利中心 61205代理人 王品华　黎汉华

(51)Int.Cl.G01S 3/14(2006.01)

(54)发明名称涡旋电磁波的到达角估计方法(57)摘要本发明公开了一种涡旋电磁波到达角估计方法，主要解决现有技术无法直接估计多载波-多模态OAM通信系统发送端到达角的问题。其实现方案是：利用两个具有相同参数的均匀圆形天线阵构成通信系统的收发端，发送端利用多个载波及多个模态发送已知的信息信号；在收发端分别建立直角坐标系，确定收发端坐标系间的角度关系，得到接收信号在发送端坐标系下的信号形式并构成接收信号矩阵；基于2-D ESPRIT算法及二分法利用接收信号矩阵估计发送端的方位角及俯仰角，即得到发送端所发送涡旋电磁波的到达角。本发明能精确估计出多载波-多模态OAM通信系统发送端的到达角，可用于涡旋电磁波无线

通信。

权利要求书2页 说明书7页 附图3页CN 109946642 A2019.06.28

CN 109946642

A1.一种涡旋电磁波的到达角估计方法，其特征在于，包括如下：

(1)利用两个具有相同参数的均匀圆阵构成轨道角动量通信系统的发送端与接收端，将发送端在远场空间中任意一点所产生的电场强度表示为发送端在训练

阶段发送已知的信息信号；

(2)在发送端与接收端分别建立坐标系，将接收端圆心在发送端坐标中的坐标表示为

(r，α，π-θ)，其中r为发送端圆心与接收端圆心间的距离，α为发送端坐标系与接收端坐标系

X轴间的夹角，θ为发送端的俯仰角，将接收端接收到的信号在发送端坐标系中表示为

【CN110188381A】一种用于电磁干扰预测的仿真模型的构建方法及系统【专利】

【CN110188381A】一种用于电磁干扰预测的仿真模型的构建方法及系统【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910316011.3(22)申请日 2019.04.18(71)申请人 中国北方车辆研究所地址 100072 北京市丰台区槐树岭4号院(72)发明人 熊瑛　李小健　杜晓琳　李中华　王天楠　赵晓凡　(74)专利代理机构 北京安博达知识产权代理有限公司 11271代理人 徐国文(51)Int.Cl.G06F 17/50(2006.01)

(54)发明名称一种用于电磁干扰预测的仿真模型的构建方法及系统(57)摘要本发明提供了一种用于电磁干扰预测的仿真模型的构建方法及系统，包括：基于测试系统的带宽获取电机静态共模端口网络散射参数特性曲线并将所述电机静态共模端口网络散射参数特性曲线转换为端口阻抗参数特性曲线；基于矢量拟合法对所述端口阻抗参数特性曲线对应的函数关系进行有理式拟合，得到矢量拟合函数；将所述矢量拟合函数按照设定规则等效为多个子电路，并将所述子电路进行连接得到电路就是用于电磁干扰预测的仿真模型；所述共模端口网络散射参数，包括：幅度和相角。本发明提供的仿真建模方法具有建模速度快、精度高、易收敛的优势。本发明提供的仿真建模方法具有建模速度快、精度高、

易收敛的优势。

权利要求书4页 说明书13页 附图5页CN 110188381 A2019.08.30

CN 110188381

A1.一种用于电磁干扰预测的仿真模型的构建方法，其特征在于，包括：基于测试系统的带宽获取电机静态共模端口网络散射参数特性曲线并将所述电机静态共模端口网络散射参数特性曲线转换为端口阻抗参数特性曲线；基于矢量拟合法对所述端口阻抗参数特性曲线对应的函数关系进行有理式拟合，得到矢量拟合函数；将所述矢量拟合函数按照设定规则等效为多个子电路，并将所述子电路进行连接得到电路就是用于电磁干扰预测的仿真模型；所述共模端口网络散射参数，包括：幅度和相角。2.如权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述将所述电机静态共模端口网络散射参数特性曲线转换为端口阻抗参数特性曲线，包括：基于设定标准负载阻抗，采用端口阻抗频域函数，将所述电机静态共模端口网络散射参数特性曲线转换为端口阻抗参数特性曲线。3.如权利要求2所述的一种用于电磁干扰预测的仿真模型构建方法，其特征在于，所述端口阻抗频域函数如下式：z(f)＝z0×(1+s(f))/(1-s(f))式中：z(f)为端口阻抗频域函数；z0为同轴标准负载阻抗；s(f)为端口网络散射参数特性曲线函数。4.如权利要求3所述的一种用于电磁干扰预测的仿真模型构建方法，其特征在于，所述基于矢量拟合法对所述端口阻抗参数特性曲线对应的函数关系进行有理式拟合，得到矢量拟合函数，包括：S1、设定有理近似值，基于所述有理近似值的极点确定初始值；S2、将所述端口阻抗频域函数乘以所述有理近似值得到一个关于留数cn、极点an、常数d和h的线性方程，并进行处理得到各个频率点的线性关系；S3、在频率区间上进行采样得到一组采样频率，并将所述采样频率带入各频率点的线性关系中得到方程组；S4、求解所述方程组得到留数cn、极点an、常数d和h进而得到矢量拟合函数的拟合形式；S5、将所述有理近似值的零点作为所述矢量拟合函数的初始极点求解所述矢量拟合函数，并判断是否收敛；S6、若不收敛则重复步骤S1至S5，直到达到收敛标准得到最终的矢量拟合函数。5.如权利要求4所述的一种用于电磁干扰预测的仿真模型构建方法，其特征在于，所述初始值，按下式计算：

智能天线中的波达方向估计技术研究概要

智能天线中的波达方向估计技术研究概要

智能天线中的波达方向估计技术研究

随着人们信息交互需求的急剧增加,个人移动通信的迅速普及。作为未来个人通信主要手段的无线移动通信技术一直受到业界的持续关注。而有限的无线频率资源与不断增长的个人无线通信需求是一对矛盾,同时由于信道环境复杂,移动通信信号在本质上是多径传播,所以需要采用各种信号增强技术来提高系统的接收性能。智能天线可以自适应的调整天线方向图,使主瓣对准期望信号,抵消干扰信号,提高信干噪比,在移动通信系统中,采用智能天线可以提高频谱利用率、增加系统容量、扩大基站覆盖范围,改善通信质量。智能天线实现的空分多址(SDMA)是继频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)后的又一种多址接入技术,已成为新一代宽带无线移动通信的研究热点之一。其中波达方向(DOA)估计方法是智能天线研究的一个重要内容,无论是上行多用户信号的分离,还是下行选择性发射,对用户信号DOA的估计,都成为智能天线实现指向性收发的必要前提。本文总结了传统的DOA估计算法,对其估计性能进行了分析和仿真比较,特别就基于子空间的MUSIC算法及其在信号相关情况下的SS-MUSIC改进算法进行了详细论述和性能评价。从信号的稀疏分解出发,以独立分量分析法为基础,采用匹配追踪(MP)技术实施信号的稀疏分解;阐述了阵列信号处理中的原子库选取问题,并应用FOCUSS算法对空间信号DOA进行估计;针对低信噪比环境对该算法进行了改进,提出一种基于截断SVD的后验稀疏约束迭代DOA估计法和改变原子库分级估计的快速算法,通过仿真对比,验证了改进算法的有效性及可行性。

【关键词相关文档搜索】： 电路与系统; 智能天线; 波达方向估计; 稀疏约束迭代; 快速算法

【作者相关信息搜索】： 重庆大学; 电路与系统; 冯文江; 李果;