中文标题：可旋转天线辅助的近场宽带通感一体化系统混合波束赋形设计

英文标题：Rotatable-Antenna-Aided Near-Field Wideband Integrated Sensing and Communication Systems: Hybrid Beamforming Design

来源期刊：电子与信息学报

基金项目：国家自然科学基金(62571182)

作  者：徐洪波¹ 莫明辉¹ 辛为² 王树立¹ 王骥¹ 李兴旺³ 郑乐⁴

作者单位：1. 华中师范大学物理科学与技术学院 武汉 430079
2. 中国舰船研究院 北京 100101
3. 河南理工大学物理与电子信息学院 焦作 454003
4. 北京理工大学信息与电子学院 北京 100081

摘  要：针对通信感知一体化(ISAC)系统在近场宽带场景下存在的近场效应与波束分裂挑战，该文提出一种可旋转天线(RA)辅助的系统架构。通过引入天线视轴可调的旋转自由度并结合真时延器(TTD)全连接混合波束赋形结构，构建了以最大化系统和速率为目标的联合优化模型。针对模型的高度非凸与强耦合特性，提出一种基于罚函数的全数字逼近(PBFDA)优化算法，通过将原问题分解为三个子问题并采用交替迭代方式进行求解：第一个子问题利用粒子群(PSO)方法优化天线指向；第二个子问题结合降维技术与连续凸逼近(SCA)方法求解最优全数字波束赋形器；第三个子问题运用流形方法与块坐标下降(BCD)法协同优化混合波束赋形参数。仿真结果表明，该方案能在保证感知性能的前提下显著提升系统和速率，性能优于传统固定天线架构且接近全数字方案。该研究验证了RA辅助架构在近场宽带ISAC场景中的有效性，为系统能量聚焦与频率鲁棒性提升提供了新思路。

全文链接： https://jeit.ac.cn/cn/article/doi/10.11999/JEIT260023