[發明專利]一種電磁波極化快速判決方法

有效

• 申請號: 201811317877.8
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109460604B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 曾浩;趙云霄;李創;李鳳;吉利霞;何海丹;張云
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種電磁波極化快速判決方法，其步驟為：(1)由三個相互垂直的線極化振子構成三維矢量天線，天線三個振子接收信號為Esubgt;x/subgt;(t)，Esubgt;y/subgt;(t)，Esubgt;z/subgt;(t)，通過本領域公知技術可以估計信號入射俯仰角ψ和方位角θ，三個信號幅度Esubgt;xm/subgt;、Esubgt;ym/subgt;、Esubgt;zm/subgt;，以及相位差α和β；(2)入射電磁波電場可以在垂直傳播方向的平面ψOθ上分解為兩個相互垂直的電場分量，分別為俯仰分量和方位分量極化判決就是需要估計電場幅度Esubgt;θm/subgt;、Esubgt;ψm/subgt;，以及相位差通過已知量可以直接估計得到；(3)根據估計得到的電場幅度Esubgt;θm/subgt;、Esubgt;ψm/subgt;，以及相位差可以確定極化類型和參數。本發明能夠快速估計出入射電磁波極化，可以應用于無線通信中的極化調制領域。

技術領域

本發明涉及到無線通信中極化調制技術，具體涉及到極化調制接收機中一種電磁波極化判決方法。

技術背景

電磁波的極化特性是除時域、頻域和空域信息之外的又一可利用的重要信息，而極化調制作為一種新型數字調制方式，正是利用電磁波極化特性攜帶基帶信息，不同極化對應不同基帶符號。在極化調制接收機中，需要在很短的符號周期內實現對任意角度入射電磁波極化特性的判斷。但以現有極化判決的方法，最為普遍的是利用一個二維正交雙極化天線，對從法向入射電磁波進行極化判決，而且，判決內容僅僅是對圓極化、線極化、極化旋向等極化方式進行判決，而不是準確的極化參數。也有技術，通過三維或者六維矢量天線實現任意角度入射電磁波極化參數的判決方法，但具體實現步驟繁瑣，很難滿足極化調制接收機實時性要求。通過對信號模型分析，可以建立一個直接的快速極化特性判決方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：在極化調制接收機中，如何快速實現對任意角度入射電磁波極化的判決。解決該技術問題的方案是一種電磁波極化快速判決方法，其步驟為：

(1)采用三維矢量天線接收電磁波，該天線由三個相互垂直的線極化振子構成，以三個線極化振子的極化方向建立空間直角坐標系XYZ；任意極化的電磁波，從方位角ψ和俯仰角θ入射該三維矢量天線上；該天線三個振子接收信號為已知量，分別表示為其中E_xm、E_ym、E_zm分別為x、y、z方向接收電場幅度，分別為x、y、z方向接收電場初始相位，ω為信號頻率；通過波達方向估計，可以獲得ψ和θ，通過全相位FFT信號處理方法，可以得到E_xm、E_ym、E_zm，以及三個信號之間的相位差α和β，其中

(2)根據電磁波入射的方位角ψ和俯仰角θ，入射電磁波電場可以在垂直傳播方向的平面ψOθ上分解為兩個相互垂直的電場分量，分別為俯仰分量和方位分量其中，E_θm和E_ψm分別是兩個方向電場分量的幅度，和分別是兩個電場分量的初始相位；極化判決就是需要估計電場幅度E_θm、E_ψm，以及相位差估計公式為：

其中a＝E_xmsinθcosψ、b＝E_ymcosθsinψ、c＝E_zmsinθ、d＝-E_xmsinψ、e＝E_ymcosψ；

(3)根據估計得到的電場幅度E_θm、E_ψm，以及相位差可以確定極化類型和參數。

本發明的有益效果實現了在極化調制接收機中，快速對任意角度入射電磁波極化類型和參數進行快速估計，包括圓極化、線極化、橢圓極化、旋向等類型，軸比、傾角等參數。本發明可以應用于無線通信的極化調制技術領域。