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龙图腾网获悉浙江大学申请的专利基于级联稀疏多极化线阵的鲁棒自适应波束成形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：CN115685093B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-21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：202211363657.5，技术领域涉及：G01S7/36；该发明授权基于级联稀疏多极化线阵的鲁棒自适应波束成形方法是由杨天卓;悦亚星;周成伟;史治国;陈积明设计研发完成，并于2022-11-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于级联稀疏多极化线阵的鲁棒自适应波束成形方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于级联稀疏多极化线阵的鲁棒自适应波束成形方法，主要解决现有方法计算复杂度偏高和自由度受限的问题，其实现步骤是：构建级联稀疏多极化线阵；对所提阵列进行接收信号建模以及多维参数解耦；对接收信号协方差矩阵进行分块表示；重构虚拟等价级联均匀多极化线阵接收信号协方差矩阵；基于重构的协方差矩阵求解一维波达方向与极化参数；利用期望信号和干扰信号在空域和极化域的稀疏特性，设计鲁棒自适应波束成形器权矢量。本发明基于信号空域和极化域的多域稀疏性，为提升波束成形方法的计算效率和自由度提供了可行的思路和有效的解决方案，可用于无线通信和雷达抗干扰。

本发明授权基于级联稀疏多极化线阵的鲁棒自适应波束成形方法在权利要求书中公布了：1.一种基于级联稀疏多极化线阵的鲁棒自适应波束成形方法，其特征在于，包含以下步骤： 1构建级联稀疏多极化线阵：构造由Np个稀疏线性子阵级联得到的级联稀疏多极化线阵，相邻子阵间的距离为d，每个子阵由L0个极化类型相同的磁环或偶极子构成，磁环的法线方向平行于某一坐标轴，偶极子的轴向方向平行于某一坐标轴，假设共有Np′种不同极化类型的磁环或偶极子，则有2≤Np′≤Np，该级联稀疏多极化线阵由L＝L0Np个阵元构成；上述Np个子阵的各阵元稀疏排布方式均为相同的完全可扩充稀疏阵列；每个子阵对应的虚拟阵元数为Lv，相邻虚拟阵元的间距为d； 2假设期望信号s0t和M个干扰信号入射至所设计级联稀疏多极化线阵，各信号均为远场窄带信号且互不相关；θ和φ分别表示方位角和俯仰角，当俯仰角φ＝90°时，入射信号位于x-y平面；所设计的级联稀疏多极化线阵在t时刻的接收信号xt建模为： 其中smt表示对应于期望信号或干扰信号的波形，nt是均值为零且与各信号源相互独立的高斯白噪声分量，为所设计级联稀疏多极化线阵的空域和极化域联合域导引矢量，表示为： 其中θ0表示期望信号的方位角，θm，m＝1,2,…,M，表示第m个干扰信号的方位角；γ0、η0表示期望信号的极化辅助角和极化相位差，γm、ηm，m＝1,2,…,M，表示第m个干扰信号的极化辅助角和极化相位差，ahθm、avθm分别表示水平极化导引矢量和垂直极化导引矢量，对应于来波方向为θm的信号，表示对应于第m个信号的极化矢量，包括对应于水平极化分量和垂直极化分量的参数cosγm和其中[·]T表示转置操作，blkdiag[bs×t,cp×q]表示由括号内矩阵构造的对角分块矩阵，即： 其中bs×t、cp×q分别表示s×t维矩阵和p×q维矩阵，Oa×b表示a×b维零矩阵； 为将空域和极化域联合域导引矢量中的纯空域导引矢量以及其余与角度参数相关因子sinθm、cosθm和极化矢量解耦出来，级联稀疏多极化线阵接收信号进一步表示为： 其中as,m为所设计的级联稀疏多极化线阵的仅与空域参数相关的纯空域导引矢量： 其中λ表示信号波长，dl，l＝1,2,…,L表示第l个阵元与坐标原点的距离，diagas,m表示基于矢量as,m中各元素生成的对角阵，J为L×6维选择矩阵，每行元素有且仅有一个为1，其余元素均为0，其表征从3个轴向与x、y或z轴平行的偶极子以及3个法线方向与x、y或z轴平行的磁环天线中选择的L个天线单元，为表征各阵元极化类型的6×2维矩阵： 经过上述操作，纯空域导引矢量as,m和其余与天线极化特性相关的角度参数以及极化参数实现了解耦，便于所提波束成形方法的支撑性多维参数的分别求解估计； 3根据级联稀疏多极化线阵包含Np个子阵的阵列结构，将纯空域导引矢量as,m的对角阵形式表示为Np个分块的对角矩阵： 其中则级联稀疏多极化线阵接收信号的协方差矩阵Rxx表示为： 其中表示期望信号的功率，表示干扰信号的功率，σ2表示噪声功率，·H表示共轭转置操作，In表示n×n维单位矩阵，ρ11,m＝δ11,m，ρ22,m＝δ22,m，分别表示与各子阵中天线阵元的极化类型以及各子阵与第一个子阵的时延差相关的变量因子，其中[δm]n表示矢量δm的第n个元素，·*表示共轭操作；实际情况下，Rxx根据K个采样快拍近似计算得到，即： 其中tk表示第k个采样快拍对应的时刻； 根据Rxx的数据结构，为便于空域和极化域的联合平滑处理操作，Rxx表示为共个与空域参数和极化域参数相关的分块矩阵： 其中各块矩阵的维度均为L0×L0，且p,q＝1,2,…,Np；表示第p个子阵接收信号的自相关；且p≠q表示第p个子阵与第q个子阵接收信号的互相关； 4为获得虚拟等价级联均匀多极化线阵所对应的虚拟信号，首先对进行矢量化操作得到矢量rpq： 其中，表示对矩阵矢量化操作，即把矩阵中的各列依次堆叠以形成一个新的矢量，表示纯空域导引矩阵，表示Khatri-Rao积，σpq＝[ρpq,0,ρpq,1,…,ρpq,M]T，表示L0×L0维单位阵的矢量化；由于各子阵阵元位置对应于完全可扩充稀疏阵列，矢量rpq对应的虚拟阵列能够表示为含有2LV-1个虚拟连续阵元的均匀阵列-LV+2d,…,-d,0,d,…,LV-2d,LV-1d]；将矢量rpq中的元素以具有虚拟连续阵元的均匀阵列的排列方式重新排序为对应于的等价虚拟信号λpq： 其中为各子阵对应的虚拟均匀阵列中去除极化分量的纯空域导引矢量，表示仅在第LV个元素为1其余元素均为0的列矢量； 5为重构虚拟等价级联均匀多极化线阵各子阵接收信号的协方差矩阵，首先将虚拟矢量λpq依次分解为LV个LV×1维的虚拟子矢量： 其中则表示λpq中第1到第LV个元素组成的矢量，表示λpq中第2到第LV+1个元素组成的矢量，表示λpq中从第LV到第2LV-1个元素组成的矢量；对LV个进行列矢量合并操作，可得对应于虚拟等价级联均匀多极化线阵各子阵接收信号的自相关互相关矩阵： 其中表示虚拟等价级联均匀多极化线阵中第1个子阵的纯空域导引矢量；进而可得虚拟等价级联均匀多极化线阵接收信号协方差矩阵 其中 6基于重构的协方差矩阵求解一维波达方向与极化参数； 7干扰加噪声协方差矩阵表示为可知，Ri+n的重构主要由和噪声功率相关部分σ2IL构成；噪声功率估计由的LVNp-M-1个较小的特征值取平均得到，为Rxx的K次快拍采样推导得到的虚拟等价级联均匀多极化线阵所对应的虚拟重构协方差矩阵，通过求解由M+1×1维功率分布矢量对应的矩阵P＝diagp得到： 其中||·||F表示Frobenius范数，上式中和为估计的期望信号参数，和为估计的M个干扰信号参数；基于期望信号和干扰信号在空域和极化域的稀疏特性，得到p的闭式解为： p＝BHB-1BHr， 其中则重构的空域与极化域联合域干扰加噪声协方差矩阵表示如下： 因此，利用期望信号和干扰信号在空域和极化域的联合域稀疏特性，重构干扰加噪声协方差矩阵；将和代入下式，即可求得联合空域与极化域的鲁棒自适应波束成形器权矢量： 则对级联稀疏多极化线阵进行所设计的波束成形器权矢量加权可得阵列输出为yt＝wHxt。

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