涡旋波模式切换方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本申请提供了涡旋波模式切换方法、装置、电子设备及存储介质，基于微波光子相位编码技术，将待馈送射频信号、相位随时间呈现阶梯状连续变化的编码信号以及光信号进行调制，得到相位随时间呈现阶梯状连续变化的调制信号，再根据雷达技术中基于延时法的光控波束形成网络，将调制信号分路并引入不同时延，使待馈送射频信号满足涡旋波生成的相位条件，得到涡旋波。随后通过控制编码信号来控制涡旋波模式并进行模式切换。该方法可调控性强，灵活性高，同一模式持续时间和不同模式切换速度均可通过控制编码信号灵活调控，可以进行多模式快速切换，在提高雷达扫描速率和成像分辨率上有较大帮助。帮助。帮助。

【技术实现步骤摘要】
涡旋波模式切换方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本申请涉及通信
，尤其涉及涡旋波模式切换方法、装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]相关技术中，通过使用电移相器处理待馈送信号的相位或通过光开关切换待馈送信号组来进行涡旋波模式切换。但使用电移相器处理待馈送信号的相位较为繁复且难以实现涡旋波多模式切换，通过光开关进行模式切换的切换速度受限于光开关响应速度，均无法满足涡旋波多模式快速切换的要求。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请的目的在于提出涡旋波模式切换方法、装置、电子设备及存储介质。
[0004]基于上述目的，本申请提供了一种涡旋波模式切换方法，用于圆形天线阵列，圆形天线阵列包括若干顺序排列的天线，方法包括：
[0005]获取待馈送射频信号、用于调制待馈送射频信号的相位的编码信号以及用于承载待馈送射频信号的光信号；其中，编码信号包括的码元的相位随时间变换，且相邻码元之间的相位差相等；
[0006]对待馈送射频信号、编码信号和光信号进行信号调制，得到相位变化与编码信号的相位变化相同的调制信号；
[0007]对调制信号进行分路，得到与若干顺序排列的天线对应的若干顺序排列的分路信号；
[0008]对分路信号进行时延，得到时延信号；其中，分路信号进行时延的时间根据其序号确定；
[0009]将时延信号馈送入圆形天线阵列，得到涡旋波；其中，涡旋波的模式数根据编码信号的相邻码元之间的相位差确定；
[0010]改变编码信号，以切换涡旋波的模式数。
[0011]进一步地，改变编码信号，以切换涡旋波的模式数，包括：
[0012]改变编码信号的相邻码元之间的相位差，以切换涡旋波的模式数。
[0013]进一步地，每个码元的持续时间相同；每个分路信号进行时延的时间比前一个分路信号进行时延的时间长一个码元的持续时间。
[0014]进一步地，在对调制信号进行分路前，方法还包括：
[0015]对所述调制信号进行光放大与光电转换。
[0016]进一步地，在切换涡旋波的模式数前，方法还包括：
[0017]将相同的信号馈送入圆形天线阵列，以使圆形天线阵列产生平面波。
[0018]进一步地，涡旋波的模式数为整数，且涡旋波的模式数的绝对值小于圆形天线阵
列包括的天线数量的一半。
[0019]进一步地，编码信号的相邻码元之间的相位差小于π，大于
‑
π。
[0020]本申请还提供了一种涡旋波模式切换装置，包括圆形天线阵列，圆形天线阵列包括若干顺序排列的天线，其特征在于，装置还包括：
[0021]信号获取模块，用于获取待馈送射频信号、用于调制待馈送射频信号的相位的编码信号以及用于承载待馈送射频信号的光信号；其中，编码信号包括的码元的相位随时间变换，且相邻码元之间的相位差相等；
[0022]相位编码模块，用于对待馈送射频信号、编码信号和光信号进行信号调制，得到相位变化与编码信号的相位变化相同的调制信号；
[0023]信号分路模块，用于对调制信号进行分路，得到与若干顺序排列的天线对应的若干顺序排列的分路信号；
[0024]信号时延模块，用于对分路信号进行时延，得到时延信号；其中，分路信号进行时延的时间根据其序号确定；
[0025]信号馈送模块，用于将时延信号馈送入圆形天线阵列，得到涡旋波；其中，涡旋波的模式数根据编码信号的相邻码元之间的相位差确定；
[0026]模式切换模块，用于改变编码信号，以切换涡旋波的模式数。
[0027]本申请还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现上述方法。
[0028]本申请还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述方法。
[0029]从上面所述可以看出，本申请提供的涡旋波模式切换方法、装置、电子设备及存储介质，基于微波光子相位编码技术，将待馈送射频信号、相位随时间呈现阶梯状连续变化的编码信号以及光信号进行调制，得到相位随时间呈现阶梯状连续变化的调制信号，再根据雷达技术中基于延时法的光控波束形成网络，将调制信号分路并引入不同时延，使待馈送射频信号满足涡旋波生成的相位条件，得到涡旋波。随后通过控制编码信号来控制涡旋波模式并进行模式切换。该方法可调控性强，灵活性高，同一模式持续时间和不同模式切换速度均可通过控制编码信号灵活调控，可以进行多模式快速切换，在提高雷达扫描速率和成像分辨率上有较大帮助。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本申请中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为本申请实施例的涡旋波模式切换方法的流程示意图。
[0032]图2为本申请实施例的实施例一的调制信号示意图。
[0033]图3为本申请实施例的实施例一的馈送入天线的信号的相位变化示意图。
[0034]图4为本申请实施例的实施例一的模式1的涡旋波波前分布示意图。
[0035]图5为本申请实施例的实施例二的调制信号示意图。
[0036]图6为本申请实施例的涡旋波模式切换装置的结构示意图。
[0037]图7为本申请实施例的服务器的硬件结构示意图。
具体实施方式
[0038]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请进一步详细说明。
[0039]需要说明的是，除非另外定义，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
[0040]轨道角动量(Orbital Angular Momentum，OAM)是经典电动力学理论中描述电磁波围绕传播轴旋转特性的物理量，具有这种特征的电磁波被称为涡旋波。涡旋波的空间电磁场分布具有螺旋相位因子包含更多相位信息，在雷达探测中有较大优势；另外，不同模式数L的涡旋波在空间传输时具有相互正交性，因此在通信领域提供了一个全新的复用维度。
[0041]涡旋波可由均匀圆形天线阵列(Uniform Circular Array，UCA)产生，圆形天线阵列的天线数量N决定了可以生成OAM波的最大模式。由于雷达成像分辨率和扫描速率分别与模式数和模式切换速率有关，因此实现涡旋波多模式快速切换有利于扫描速率和成像分辨率的提高，在雷达成像和目标识别领域有广阔应用前景本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涡旋波模式切换方法，用于圆形天线阵列，所述圆形天线阵列包括若干顺序排列的天线，其特征在于，所述方法包括：获取待馈送射频信号、用于调制所述待馈送射频信号的相位的编码信号以及用于承载所述待馈送射频信号的光信号；其中，所述编码信号包括的码元的相位随时间变换，且相邻码元之间的相位差相等；对所述待馈送射频信号、所述编码信号和所述光信号进行信号调制，得到相位变化与所述编码信号的相位变化相同的调制信号；对所述调制信号进行分路，得到与所述若干顺序排列的天线对应的若干顺序排列的分路信号；对所述分路信号进行时延，得到时延信号；其中，所述分路信号进行时延的时间根据其序号确定；将所述时延信号馈送入所述圆形天线阵列，得到涡旋波；其中，所述涡旋波的模式数根据所述编码信号的相邻码元之间的相位差确定；改变所述编码信号，以切换所述涡旋波的模式数。2.根据权利要求1所述的涡旋波模式切换方法，其特征在于，所述改变所述编码信号，以切换所述涡旋波的模式数，包括：改变所述编码信号的相邻码元之间的相位差，以切换所述涡旋波的模式数。3.根据权利要求1所述的涡旋波模式切换方法，其特征在于，每个所述码元的持续时间相同；每个所述分路信号进行时延的时间比前一个分路信号进行时延的时间长一个所述码元的持续时间。4.根据权利要求1所述的涡旋波模式切换方法，其特征在于，在对所述调制信号进行分路前，所述方法还包括：对所述调制信号进行光放大与光电转换。5.根据权利要求1所述的涡旋波模式切换方法，其特征在于，在切换所述涡旋波的模式数前，所述方法还包括：将相同的信号馈送入所述圆形天线阵列，以使所述圆形天线阵列产生平面波。6.根据权利要求1所述的涡旋波模式切换方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：高欣璐，郑桢楠，付羽菲，黄善国，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：