[发明专利]一种基于单站阵型映射到MIMO阵型的设计方法

权利要求书

1.一种基于单站阵型映射到MIMO阵型的设计方法，其特征在于，利用单站阵列逆向求解出MIMO收发阵型；

包括以下步骤：

步骤1：输入单站阵列的位置和阵元数；

步骤2：将单站阵列的位置和阵元数代入阵型约束函数；

步骤3：利用智能优化算法进行优化；

步骤4：确定MIMO收发阵列位置和数量；

步骤5：判断阵型误差是否最小化，若否，进入步骤6,；若是，结束计算；

步骤6：重新进行步骤3，根据约束条件迭代计算出最优的待定参数值，重新确定MIMO收发阵列位置和数量；

在步骤2中，所述阵型约束函数包括设计MIMO接收阵列的阵元数用N_R表示，MIMO发射阵列的阵元数用N_T表示，等效阵列(即初始单站阵列)的阵元数用N_E表示，则

其中，A，B为修改的sigmoid函数的待定参数，i为接收阵列的圈数索引，I为总圈数。

收发阵元位置设置，即直角坐标系为：

其中，Δθ_R为每个接收阵元对应的角度，r_R为接收阵元各圈的间距；

其中，Δθ_T为每个发射阵元对应的角度，r_T为发射阵元的半径；

根据等效相位中心定理得等效阵元的位置为：

在步骤3中，所述智能优选算法包括以下限制条件：

其中，λ为加权系数(0＜λ＜1)，P'_E(r_E)为MIMO阵型的等效位置分布函数，M_max为MIMO接收螺旋阵列每一圈的最大阵元数，M_min为MIMO接收螺旋阵列每一圈的最小阵元数；

在步骤4中，通过步骤3确定A和B的值，随后通过步骤2中的阵型约束函数来计算确定MIMO收发阵列位置和数量；

在步骤5中，判断误差大小的公式为：

其中，||*||₁表示矩阵的1范数，||*||_F表示矩阵的Frobenius范数，P_E(r_E)为初始单站阵型的位置函数。