恭喜东南大学万向获国家专利权
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龙图腾网恭喜东南大学申请的专利基于数字可编程超表面的雷达通信一体化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:CN115113199B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-25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:202210713391.6,技术领域涉及:G01S13/89;该发明授权基于数字可编程超表面的雷达通信一体化方法是由万向;黄梓艾;王嘉伟设计研发完成,并于2022-06-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于数字可编程超表面的雷达通信一体化方法在说明书摘要公布了:本发明公开了基于数字可编程超表面的雷达通信一体化方法,该方法基于数字编码超表面建立了一种实现高效雷达通信一体化的机制,直接在超表面口面上实现时间和空间频率调制,从而与传统相控阵或MIMO天线相比,大大简化架构,降低系统成本。所述的无线安全系统的加密和解密、一维距离成像和雷达探测与无线通信的同时实现的功能通过仿真和实例得到很好的验证,从而展示了基于数字编码超表面的雷达通信一体化技术在未来成为通用、无处不在的智能终端的巨大潜力。
本发明授权基于数字可编程超表面的雷达通信一体化方法在权利要求书中公布了:1.基于数字可编程超表面的雷达通信一体化方法,其特征在于,该方法基于雷达通信一体化系统,在该系统中包括发射端和接收端,其中,所述的发射端和接收端均设置有数字可编程超表面,所述的雷达通信一体化方法包括如下步骤:步骤S1、执行通信传输,并且对发射信号执行加密,对接收信号执行解密,其包括:在发射端,对发射信号进行相位调制,在接收端对接收信号执行相位解调,并且验证发射信号与接收信号的一致性;步骤S2、执行雷达方面的验证,其包括:在所述的雷达通信一体化系统中设置一个目标,再应用基于数字可编程超表面的二相编码信号对所述目标进行一维距离成像,其中,在发射端通过数字可编程超表面对源信号进行180°相位差调制得到二相编码信号,该信号再经过所述目标反射后传输至接收端中,在接收端,通过匹配滤波算法对接收的信号进行处理,实现目标的一维距离成像;步骤S3、执行雷达通信的一体化,通过所述的雷达通信一体化系统同时实现雷达探测和无线通信两种功能,其包括:通过编码设计使得所述数字可编程超表面生成双通道,其中,第一个通道进行步骤S1所述的通信传输,另一个通道进行步骤S2的雷达成像,由此实现雷达通信一体化;在所述步骤S1中,在发射端以及接收端各自设计一个时空系统函数,并且该两个时空系统函数相对应,通过该时空系统函数对信号实现相位调制和相位解调;所述步骤S1包括:假设信号It由传播矢量为k的平面波ejωt携带,并且到达超表面参考单元的信号为st=Itejωt,其中t表示时间,It表示信号幅度,ω为信号角频率,则到达超表面的第m个单元的信号表示为: 在该公式1中,其中,k0为传播常数,θ和分别表示俯仰角和方位角,k是传播常数在xy平面上的分量;ρm=[xm,ym]T,xm和ym分别表示超表面第m个单元在x轴和y轴的坐标;ρm表示超表面第m个单元的坐标;对于带宽为B的窄带信号,得: 因此得到: 如果第m个单元的反射或透射系数为Γm,则在与其距离为rm的点观察到的信号为: 考虑全部M个单元,则观察点的总信号表示为: 在该公式3中,是超表面中M个单元的考虑相位补偿的辐射特性的集合;是超表面M个单元的方向矢量的集合;定义超表面的系统函数为则观察点信号表示为: 其中,该公式4表明输入信号由超表面的系统函数调制;所述步骤S2包括:假设载波ejωt经过系统函数ht包含相位调制的超表面调制,则超表面的发射信号写为:gtt=htejφtejωt5在公式5中,φt为二进制相位调制项,表示为: 在公式6中,N和τ0分别表示二相编码的长度和码元周期,ck为二进制编码,取值为0或1;假设接收机放置于发射机相同位置,则从距离R的目标接收到的信号为: 在公式7中,c表示光速;对接收信号进行处理后,所得目标一维距离成像特性如下: 在公式8中,Δt为成像范围,易得相关系数在Δt=2Rc处取得最大值,★表示卷积计算,表示发射信号gtt的共轭。
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