用于涡旋电磁波成像的阵列天线方向图综合研究

发布时间：2020-05-21 08:07

【摘要】：涡旋电磁波由于在拓扑荷域提供了新的自由度,近两年在无线通信领域成为研究热点,涡旋电磁波的扭曲结构具有轨道角动量(OAM,Orbital Angular Momentum),据此,涡旋电磁波利用拓扑荷变量与方位角变量之间的对偶关系,可以实现方位向的高分辨率成像。涡旋电磁波成像的关键核心问题是天线方向图不满足成像要求,为了实现涡旋电磁波的成像,涡旋电磁波发射天线必须能够产生任意拓扑荷数的涡旋电磁波。目前,能够产生涡旋电磁波且在技术上容易调控天线方向图的简单方法是采用同心圆环阵列作为发射和接收阵列天线。而传统的阵列天线方向图综合如泰勒综合法、贝利斯综合法均针对平面电磁波,在涡旋电磁波方面未涉及,因此必须开展涡旋电磁波成像的阵列天线方向图综合研究,解决涡旋电磁波成像中涡旋电磁波发射和接收的关键技术问题,为涡旋电磁波成像的实验研究提供理论支撑和设计指导。为获得更高的电磁成像分辨率,解决涡旋电磁波成像中产生任意拓扑荷数电磁波的技术难题,本论文通过对同心圆形阵列天线辐射方向图的研究,建立同心圆形阵列天线的辐射数学模型,提出符合涡旋电磁波成像要求的方向图综合方法,为同心圆形阵列天线设计提供理论支撑。本论文采用多个共心圆环阵列天线,控制每个天线单元的幅度和相位,并提出一种算法以综合出低副瓣电平、辐射方向可控、能产生任意拓扑荷的涡旋电磁波方向图。最后通过对涡旋电磁波的方位向一维成像、距离向和方位向的二维成像的理论分析和数值仿真来验证综合后的阵列天线进行OAM成像的可行性,为其在涡旋电磁波应用于雷达目标成像等领域的技术应用提供理论支撑。本文的主要工作和创新点如下:(1)提出一种天线方向图综合方法,能够同时产生具有多个拓扑荷数的涡旋电磁波;(2)仿真研究基于涡旋电磁波的一维和二维成像。
【图文】：

拓扑荷数不同的涡旋电磁波相位分布图

不同拓扑荷数的涡旋电磁波的场强空间分布图
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN820.12;O441.4

【参考文献】

相关期刊论文 前4条

1 孙学宏;李强;庞丹旭;曾志民;;轨道角动量在无线通信中的研究新进展综述[J];电子学报;2015年11期

2 陈理想;张远颖;;光子高阶轨道角动量制备、调控及传感应用研究进展[J];物理学报;2015年16期

3 周守利;俞奇;梁显锋;安军社;;C波段携轨道角动量螺旋波微带阵天线设计[J];强激光与粒子束;2015年06期

4 郭桂蓉;胡卫东;杜小勇;;基于电磁涡旋的雷达目标成像[J];国防科技大学学报;2013年06期

相关博士学位论文 前2条

1 白雪茹;空天目标逆合成孔径雷达成像新方法研究[D];西安电子科技大学;2011年

2 汪玲;逆合成孔径雷达成像关键技术研究[D];南京航空航天大学;2006年

相关硕士学位论文 前2条

1 戴伟;Ka波段波导裂缝阵列天线的设计[D];电子科技大学;2011年

2 何义奎;平板缝隙天线阵面综合技术研究[D];电子科技大学;2009年

，

本文编号：2673965