[發(fā)明專利]基于空間正交變換的渦旋電磁波信號模態(tài)并行分離方法與裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610077471.1
• 申請日: 2016-01-31
• 公開（公告）號: CN105785323B
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張海林;趙林軍;程文馳;劉毅;梁芳
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué);陜西理工大學(xué)
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02;H04B7/06;H04B7/08
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1.基于空間正交變換的渦旋電磁波信號模態(tài)并行識別與分離方法，其特征在于，首先，均勻分布于圓周上的多個具有相同電磁特性的接收元并行采集空間傳播的多模態(tài)渦旋電磁波，其次，由去賦形矢量對所有接收元的接收信號進(jìn)行波束去賦形處理，其次，空間正交變換器對波束去賦形處理后的輸出信號做關(guān)于渦旋電磁波的方位角空間正交變換，得到空間傳播渦旋電磁波的模態(tài)離散譜，最后，由該離散譜的各分量確定對應(yīng)模態(tài)渦旋電磁波攜帶的獨(dú)立調(diào)制信息，

所述基于空間正交變換的渦旋電磁波信號模態(tài)并行分離方法包括如下步驟：

(a)半徑為r0圓周上均勻分布N個具有相同電磁特性的接收元并行采集空間傳播的多模態(tài)渦旋電磁波信號，可按式(1)，

操作，式(1)中，ei(z0，r0，ω)表示第i號接收元在空間方位角θi采集到的空間傳播渦旋電磁波信號，h(·)為信道系數(shù)，z0為接收天線與發(fā)送天線對齊條件下接收面與發(fā)送面的徑向距離，r0為接收陣元距渦旋電磁波傳播軸的垂直距離，κ為波數(shù)，l為渦旋電磁波的模態(tài)，Al(t)為不同模態(tài)渦旋電磁波攜帶的幅度信息，ω為載波頻率，為不同模態(tài)渦旋電磁波攜帶的相位信息，為上取整運(yùn)算符，為下取整運(yùn)算符；

(b)對ei(z0，r0，ω)去賦形處理，由圓陣列波束賦形使用的權(quán)矢量的逆進(jìn)行，按式(2)，

e ~ i ( z 0 , r 0 , ω ) = e i ( z 0 , r 0 , ω ) · w i * , i = 0 , 1 , ... , N - 1 - - - ( 2 ) ]]>

操作，式(2)中，表示第i個渦旋電磁波的波束指向權(quán)系數(shù)；

(c)空間正交變換器對N路并行輸入信號做關(guān)于渦旋電磁波的方位角空間正交變換，按式(3)，

E ( l ) = Σ i = 0 N - 1 e ~ i ( z 0 , r 0 , ω ) · e - j 2 π N · i · l - - - ( 3 ) ]]>

操作，式(3)中，故將{E(l))稱為空間傳播的多模態(tài)渦旋電磁波的模態(tài)離散譜分布；

(d)空間正交變換器使用的權(quán)矢量與式(1)中的系數(shù)自然正交互逆，因此是渦旋波信號去模態(tài)后的獨(dú)立調(diào)制信號，按式(4)，

操作，從而實現(xiàn)多模態(tài)渦旋電磁波信號的模態(tài)識別與分離。