一种合成高轨道角动量模式数的涡旋电磁场的方法技术

本发明专利技术涉及一种合成高轨道角动量模式数的涡旋电磁场的方法。具体提供了以下合成涡旋电磁场的方法：将N个天线单元构成圆型天线阵列，通过旋转圆型天线阵列、调控每个天线单元的相位，合成涡旋电磁场，N为大于等于1的整数。利用本发明专利技术的方法，能够根据需要产生目标模式数的合成涡旋电磁场，在较少的天线数量下，通过对天线阵列的旋转与对天线单元的相位调控，直接合成高模式数的涡旋电磁场，增加成像系统在方位向上的分辨率。利用本发明专利技术的方法合成得到的涡旋电磁场不仅有利于实现超分辨成像，还具有显著提高的模态纯度，在超分辨生物医学成像、雷达成像、无线通信等领域中具有非常好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种合成高轨道角动量模式数的涡旋电磁场的方法
本专利技术属于微波(电磁波)成像新
，具体涉及一种合成高轨道角动量模式数的涡旋电磁场的方法。
技术介绍
轨道角动量(OrbitalAngularMomentum，OAM)是涡旋电磁场的一个重要的物理量，研究发现，不同模态的涡旋电磁场相互正交，可以在其上调制更多的信息，因此研究者们对带轨道角动量的涡旋电磁波(VortexElectromagneticWave，VEW)在通信领域的应用展开了广泛的研究。携带轨道角动量的涡旋电磁波辐射场在波束内具有差异性分布，且涡旋电磁波的相位则呈现出规律分布特征，其相位波前具有围绕波束轴的空间螺旋形结构。这种相位分布的空间差异性可以看成是多个平面波从连续不同的方位角同时照射的结果，为波束内目标分辨提供了物理基础。目前，携带轨道角动量的涡旋电磁波在无线通信、雷达成像中已经获得了广泛的关注。传统雷达电磁波远场近似为平面波，通过发射宽带信号获得距离向高分辨率，通过雷达与目标横向相对运动形成的虚拟合成孔径获得方位向高分辨率，而实孔径雷达同一波束内方位向辐射信号相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成涡旋电磁场的方法，其特征在于：所述方法为将N个天线单元构成圆型天线阵列，通过旋转圆型天线阵列、调控每个天线单元的相位，合成涡旋电磁场，N为大于等于1的整数。/n

【技术特征摘要】
1.一种合成涡旋电磁场的方法，其特征在于：所述方法为将N个天线单元构成圆型天线阵列，通过旋转圆型天线阵列、调控每个天线单元的相位，合成涡旋电磁场，N为大于等于1的整数。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：(1)将N个天线单元排布在一个圆环上形成圆型天线阵列；(2)N个天线单元在初始位置发射具有初始相位的电磁波；(3)旋转天线阵列，调控N个天线单元发射电磁波的相位，并发射相位调控后的电磁波；(4)将步骤(2)与步骤(3)发射的电磁波叠加，合成涡旋电磁场。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)还包括确定要合成的涡旋电磁场的模式数α’，确定虚拟合成天线阵列的阵元数目Ns；其中，Ns＝kN，k＞0，且k为整数。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，第n个天线单元发射电磁波的相位为：其中1≤n≤N，n为整数。


5.根据权利要求2～4任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)的具体操作方法为：将天线阵列绕圆环中心轴按照设定方向旋转，N个天线单元在该旋转后的位置上发射电磁波；
天线阵列一共旋转s次，每次旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋海波，陈子君，宫玉彬，杨阳，王少萌，桂承波，付江南，何欣洋，
申请(专利权)人：中国科学院成都生物研究所，电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51