集成极化感知与可重构极化阵列的通信系统

极化多样性提供了一种成本和空间效率高的解决方案，以提升集成感知和通信系统的性能。极化感知利用信号的极化特性来提取关于目标的细节，如形状、姿态和材料成分。从通信角度来看，极化多样性可以增强通信信道的可靠性和吞吐量。本文提出一种集成极化感知与通信（IPSAC）系统，联合执行极化感知和通信任务。我们研究使用单端口可重构极化天线以适应信道极化效应，而无需为每种极化形式分别构建RF链。我们针对IPSAC系统中的两个核心感知任务进行了研究：目标参数估计和目标检测。对于参数估计，我们考虑最小化目标极化参数估计的均方误差（MSE）的问题，这是诸多极化雷达应用（如降雨预测、植被识别和目标分类）中的关键任务。为解决这个非凸问题，我们应用半正义松弛（SDR）和大化简（MM）优化技术。接着，我们考虑一种最大化目标信噪比（SINR）的设计，利用对目标和杂波极化统计信息的先验知识以提升目标检测性能。为解决此问题，我们在相同的质量服务（QoS）约束下，修改了针对MSE最小化问题所developed的解决方案。大量仿真结果表明，所提出的极化重构方法在目标极化参数MSE方面显著提高。此外，所提出的方法由于极化多样性，特别是在杂波环境中，大幅提升了目标SINR。