发明创造名称：一种对数字阵列雷达自适应调零技术的干扰方法
外观设计名称：
决定号：186103
决定日：2019-08-09
委内编号：1F271381
优先权日：
申请（专利）号：201610313397.9
申请日：2016-05-12
复审请求人：中国人民解放军装备学院
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：张鑫
合议组组长：翟琳娜
参审员：陈凯
国际分类号：G01S7/36
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求与现有技术相比存在区别技术特征，而尚未有证据证明其属于本领域技术人员的公知常识，并且该区别技术特征又为该权利要求的技术方案带来了有益的效果，则该权利要求相对于现有技术具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610313397.9、名称为“一种对数字阵列雷达自适应调零技术的干扰方法”的发明专利申请（下称本申请），本申请的申请日为2016年05月12日，申请公布日为2016年09月28日，申请人为中国人民解放军装备学院。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年10月08日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：本申请权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定引用如下对比文件：
对比文件1：“多目标的DBF干扰发射技术研究”，张少进，《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》，2016年第3期，公开日为2016年03月15日。
驳回决定所依据的文本为：申请人于申请日2016年05月12日提交的说明书附图图1-4c，说明书摘要及摘要附图，于2016年07月05日提交的说明书第1-64段，于2018年06月12日提交的权利要求第1项。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种对数字阵列雷达自适应调零技术的干扰方法，其特征在于，设Si(t)为期望注入目标阵列的干扰源信号，a(λi，θi)为目标阵列流形在干扰方向θi上的取值，为目标阵列通过自适应算法声称的在干扰方向θi上形成零陷的波束形成器系数，则干扰方法包括以下步骤：
步骤1，确定干扰阵列流形a'(λi，θi)，满足：a(λi，θi)×a'(λi，θi)＝I；其中，I为归一化的对角矩阵；
步骤2，确定干扰阵列加权系数满足：其中，θ0为目标阵列主瓣指向，n为目标信号阵元的个数，j表示虚数，λ为干扰信号中心频率对应波长，d为振源之间的间距；
步骤3，对干扰源信号实施发射波束形成，实际发射的干扰信号为Si'(t)，
步骤4，将干扰信号Si'(t)向目标阵列发射，并控制其进入目标阵列的入射角为θi；
所述实现干扰信号Si'(t)的实现方式有两种：阵元发射后，空间再叠加和预先叠加后，再向空间发射；
所述方法根据波束形成器对于干扰信号并非物理上进行压制而是通过对各阵元信号进行幅相加权求和形成零陷。”
驳回决定认为：权利要求1与对比文件1相比，区别技术特征在于：本申请满足a(λi，θi)×a'(λi，θi)＝I；其中，I为归一化的对角矩阵；其中，a(λi，θi)为目标阵列流形在干扰方向θi上的取值，为目标阵列通过自适应算法声称的在干扰方向θi上形成零陷的波束形成器系数。对于该区别技术特征，对比文件1给出了对信号作相应方向波束形成的逆运算的技术启示，而这种逆运算本领域技术人员通过最基本的数学推导即可进行计算，结合抵消幅度和相位的目的，即可得到本申请的限定条件，这并不需要付出创造性的劳动。且对比文件1中就是把信号进行叠加得到需要的干扰信号，本领域技术人员很容易会想到按照发射模式的数学模型先叠加好信号，再向空间发射出去。退一步讲，在自适应调零技术干扰领域，对阵列发出的信号在空中进行叠加和预先叠加信号再发射到空中，这也是本领域常规选择的两种技术手段，本领域技术人员可以根据需要自行选择。因此，在对比文件1的基础上结合本领域公知常识得出权利要求1所要求保护的技术方案对本领域的技术人员来说是显而易见的，权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人中国人民解放军装备学院（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年01月16日向国家知识产权局提出了复审请求，并提交了权利要求书的全文修改替换页，在驳回决定针对的权利要求书的基础上，在权利要求1中增加了技术特征“在已知入射角度的情况下，先对干扰信号作相应方向波束形成的逆运算，然后发射，当干扰信号以该方向进入阵列后，其进行的波束形成运算被事先进行的逆运算抵消，无法实现对该方向的零陷，干扰信号得以进入阵列达到干扰目的”，修改后的权利要求书内容如下：
“1. 一种对数字阵列雷达自适应调零技术的干扰方法，其特征在于，设Si(t)为期望注入目标阵列的干扰源信号，a(λi，θi)为目标阵列流形在干扰方向θi上的取值，为目标阵列通过自适应算法声称的在干扰方向θi上形成零陷的波束形成器系数，则干扰方法包括以下步骤：
步骤1，确定干扰阵列流形a'(λi，θi)，满足：a(λi，θi)×a'(λi，θi)＝I；其中，I为归一化的对角矩阵；
步骤2，确定干扰阵列加权系数满足：其中 θ0为目标阵列主瓣指向，n为目标信号阵元的个数，j表示虚数，λ为干扰信号中心频率对应波长，d为振源之间的间距；
步骤3，对干扰源信号实施发射波束形成，实际发射的干扰信号为Si'(t)，
步骤4，将干扰信号Si'(t)向目标阵列发射，并控制其进入目标阵列的入射角为θi。
所述实现干扰信号Si'(t)的实现方式有两种：阵元发射后，空间再叠加和预先叠加后，再向空间发射；
所述方法根据波束形成器对于干扰信号并非物理上进行压制而是通过对各阵元信号进行幅相加权求和形成零陷；在已知入射角度的情况下，先对干扰信号作相应方向波束形成的逆运算，然后发射，当干扰信号以该方向进入阵列后，其进行的波束形成运算被事先进行的逆运算抵消，无法实现对该方向的零陷，干扰信号得以进入阵列达到干扰目的。”
复审请求人认为：修改后的权利要求1与对比文件1的区别技术特征包括：第一、修改后的权利要求1中具有“a(λi，θi)为目标阵列流形在干扰方向θi上的取值，确定干扰阵列流形a'(λi，θi)，为目标阵列通过自适应算法声称的在干扰方向θi上形成零陷的波束形成器系数，则干扰方法包括以下步骤：步骤1，确定干扰阵列流形a'(λi，θi)，满足：a(λi，θi)×a'(λi，θi)＝I；其中，I为归一化的对角矩阵；步骤2，确定干扰阵列加权系数满足：其中 θ0为目标阵列主瓣指向，n为目标信号阵元的个数，j表示虚数，λ为干扰信号中心频率对应波长，d为振源之间的间距；步骤3，对干扰源信号实施发射波束形成，实际发射的干扰信号为Si'(t)， 步骤4，将干扰信号Si'(t)向目标阵列发射，并控制其进入目标阵列的入射角为θi”这一技术特征，而对比文件1不具有此技术特征；第二、修改后的权利要求1中具有“干扰信号Si'(t)的实现方式，预先叠加后再向空间发射；在已知入射角度的情况下，先对干扰信号作相应方向波束形成的逆运算，然后发射，当干扰信号以该方向进入阵列后，其进行的波束形成运算被事先进行的逆运算抵消，无法实现对该方向的零陷，干扰信号得以进入阵列达到干扰目的”这一技术特征，而对比文件1不具有此技术特征。本申请要解决的技术问题是：如何确定干扰阵列流行、如何确定干扰阵列加权系数、如何发射干扰波束以及如何实现对数字阵列雷达自适应调零技术的干扰，而对比文件1要解决的技术问题是：如何通过数字信号处理优化波束性能，控制波束形成。两者解决的技术问题是不同的，本领域技术人员没有动机从对比文件1中寻找解决本申请的技术问题的技术方案，且对比文件1并未公开要实现使生成的干扰信号有效的抵消自适应调零对干扰的抑制，使干扰信号最大程度的通过自适应调零波束形成器从而对目标阵列主瓣接收的信号实施有效干扰以及具体实现方法，因此权利要求1相对于对比文件1具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年01月23日依法受理了该复审请求，并将本案转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为复审请求人在权利要求1中增加的内容属于技术方案的原理性概括，未对原技术方案进行实质性修改，因此坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局依法成立合议组对本案进行审理。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以依法作出审查决定。
二、决定的理由
1、审查文本的认定
在复审程序中，复审请求人于2019年01月16日提交了权利要求书的全文修改替换页，经审查，其中所作的修改符合专利法第33条及专利法实施细则第61条第1款的规定，因此，本复审决定所针对的文本为：复审请求人于申请日2016年05月12日提交的说明书附图图1-4c，说明书摘要及摘要附图，于2016年07月05日提交的说明书第1-64段，于2019年01月16日提交的权利要求第1项。
2、关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
具体到本案，
权利要求1要求保护一种对数字阵列雷达自适应调零技术的干扰方法，该方法根据波束形成器对于干扰信号并非物理上进行压制而是通过对各阵元信号进行幅相加权求和形成零陷的这个基本原理，在已知入射角度（干扰源相对于目标阵列法线角度）的情况下，先对信号作相应方向波束形成的逆运算，然后发射，当干扰信号以该方向进入阵列后，其进行的波束形成运算被事先进行的逆运算抵消，无法实现对该方向的零陷，干扰信号得以进入阵列达到干扰目的。
对比文件1公开了一种多目标的DBF干扰发射技术，其讨论了阵列天线形成波束的原理，研究了各种阵列天线模型的特点，分析了阵列天线形成波束的特性。然后在阵列天线原理的基础上，进一步讨论了数字波束形成，并且探讨了如何通过数字信号处理优化波束性能，控制波束形状。结合数字信号处理和阵列天线实现了定向发射波束的要求。之后论述了数字干扰信号合成的基本过程，并着重讨论了合成干扰信号的峰均比分布，并提出了分别针对压制干扰信号和欺骗干扰信号的降低峰均比的技术。由于发射数字波束需要将信号功率放大再发射，因此接下来研究了功率放大器的非线性特性对波束性能的影响以及对干扰信号的影响。最后讨论了幅相误差对数字波束形成的影响，提出了校正幅相误差的方案。
对比文件1具体公开了以下技术内容（参见对比文件1第23-24页）：传统的相控阵天线都是由模拟器件构成，使用模拟方法控制阵列天线的各阵元上发射信号的幅度加权和相位延迟。由于模拟器件会随着周围环境的波动出现性能上的变化，所以在空域形成的波束形成性能比较差。并且由于模拟器件不易控制，且模拟器件均有一定的适用范围，从而使得形成的发射波束不易控制且限制较多。数字波束形成（DBF）技术是结合相控阵天线原理与高速数字信号处理而产生的一门新技术。数字波束形成可以用于接收信号模式，也可以用于发射信号模式。当DBF用于干扰波束信号发射时，首先将干扰信号通过高速数字信号处理单元，对发送到各个阵元的干扰信号进行不同的幅值加权和相位延迟，再将信号经过混频生成射频信号，最后输出道阵列天线相应阵元上发射。此时由于使用高速数字单元控制幅值加权和相位延迟，因此改变权值和相移量均比较方便且范围较大。所以用DBF技术对干扰信号发射波束的控制精度、范围以及灵活性均高于模拟相控阵天线。数字波束形成用于发射模式时的结构如图3.1。图中X(k)为待发射的数字干扰复信号，首先将数字干扰复信号用功分器分为N（N为均匀线阵阵列的阵元个数）个完全相同的信号；再将各个信号乘以对应的加权系数，此加权系数由一些优化算法计算得到；然后根据波束到达方向、阵元间距、信号波长以及阵元序号计算得到对各阵元中信号相位的延迟量，将各干扰复信号乘上其对应的相位延迟；最后将得到的干扰复信号分别混频放大再发射出去。以上讨论的幅度加权系数是为了控制发射波束形状，如降低副瓣电平、形成预置零点、一致栅瓣形成等。而对经过各阵元的干扰信号相位的延迟量计算主要用来控制发射波束的方向。数字波束形成应用于发射模式的数学模型为。
由对比文件1公开的内容可知，对比文件1中的X(k)为待发射的数字干扰复信号，相当于权利要求1中Si(t)为期望注入目标阵列的干扰源信号。
对比文件1中通过步骤1-4限定了如何确定干扰阵列流行、如何确定干扰阵列加权系数、如何发射干扰波速以及如何实现对数字阵列雷达自适应调零技术的干扰。对比文件1中通过对发送到各个阵元的干扰信号进行不同的幅值加权，以控制发射波束的形状，对经过各阵元的干扰信号相位的延迟量计算，以控制发射波束的方向，对比文件1的对阵列天线的各阵元上发射信号的幅度加权和相位延迟的控制均是为了通过数字信号处理优化波束性能，控制波束形成，对比文件1中对发射信号的处理均没有考虑目标阵列的因素，即对比文件1中没有公开针对数字阵列雷达自适应调零技术对干扰波束进行适应性调整的技术内容。
因此，权利要求1与对比文件1相比，区别技术特征至少在于：一种对数字阵列雷达自适应调零技术的干扰方法，a(λi，θi)为目标阵列流形在干扰方向θi上的取值，为目标阵列通过自适应算法声称的在干扰方向θi上形成零陷的波束形成器系数，干扰方法包括以下步骤：步骤1，确定干扰阵列流形a'(λi，θi)，满足：a(λi，θi)×a'(λi，θi)＝I；其中，I为归一化的对角矩阵；步骤2，确定干扰阵列加权系数满足：其中 θ0为目标阵列主瓣指向，n为目标信号阵元的个数，j表示虚数，λ为干扰信号中心频率对应波长，d为振源之间的间距；步骤3，对干扰源信号实施发射波束形成，实际发射的干扰信号为Si'(t)， 步骤4，将干扰信号Si'(t)向目标阵列发射，并控制其进入目标阵列的入射角为θi。
基于该区别技术特征可知，权利要求1实际解决的技术问题是：如何确定干扰阵列流行、如何确定干扰阵列加权系数、如何发射干扰波速以及如何实现对数字阵列雷达自适应调零技术的干扰。
由该区别技术特征可知，本申请要解决的技术问题是如何确定干扰阵列流行、如何确定干扰阵列加权系数、如何发射干扰波速以及如何实现对数字阵列雷达自适应调零技术的干扰，而对比文件1解决的技术问题是通过数字信号处理优化波束性能，控制波束形成，即两者所解决的技术问题不同；基于此，本申请采用的技术手段是先获取目标阵列流行在干扰方向上的取值以及目标阵列通过自适应算法声称的在干扰方向上形成零陷的波束形成器系数，然后对应的生成干扰信号，对比文件1采用的技术手段是对阵列天线的各阵元上发射信号进行幅度加权和相位延迟以控制发射波束的形状和方向；本申请达到的技术效果是使得生成的干扰信号能有效的抵消自适应调零对干扰的抑制，使干扰信号最大程度的通过自适应调零波束形成器从而对目标阵列主瓣接收的信号实施有效干扰，对比文件1所得到的技术的效果是通过数字信号处理优化波束性能，控制波束形成。对比文件1中虽然公开了通过信号接收和发射的互逆性，将数字波束形成技术应用于发射模式，但其并未公开具体如何利用互逆性将数字波束形成技术应用于发射模式以及达到何种技术效果。因此，对比文件1没有给出对干扰信号作相应方向波束形成逆运算的技术启示。
由上述分析可知，权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1存在上述区别，该区别技术特征使得本申请与对比文件1在所解决的技术问题和获取的技术效果方面均不相同。且目前没有证据证明该区别属于本领域的公知常识，权利要求1请求保护的技术方案对本领域技术人员来说并不是显而易见的。因此，权利要求1相对于对比文件1具有突出的实质性特点和显著地进步，具备专利法第22条第3款规定的创造性。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年10月08日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在本决定所针对的文本的基础上对本发明专利申请继续进行审查。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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