[发明专利]基于空间正交变换的涡旋电磁波信号模态并行分离方法与装置

权利要求书

1.基于空间正交变换的涡旋电磁波信号模态并行识别与分离方法，其特征在于，首先，均匀分布于圆周上的多个具有相同电磁特性的接收元并行采集空间传播的多模态涡旋电磁波，其次，由去赋形矢量对所有接收元的接收信号进行波束去赋形处理，其次，空间正交变换器对波束去赋形处理后的输出信号做关于涡旋电磁波的方位角空间正交变换，得到空间传播涡旋电磁波的模态离散谱，最后，由该离散谱的各分量确定对应模态涡旋电磁波携带的独立调制信息，

所述基于空间正交变换的涡旋电磁波信号模态并行分离方法包括如下步骤：

(a)半径为r0圆周上均匀分布N个具有相同电磁特性的接收元并行采集空间传播的多模态涡旋电磁波信号，可按式(1)，

操作，式(1)中，ei(z0，r0，ω)表示第i号接收元在空间方位角θi采集到的空间传播涡旋电磁波信号，h(·)为信道系数，z0为接收天线与发送天线对齐条件下接收面与发送面的径向距离，r0为接收阵元距涡旋电磁波传播轴的垂直距离，κ为波数，l为涡旋电磁波的模态，Al(t)为不同模态涡旋电磁波携带的幅度信息，ω为载波频率，为不同模态涡旋电磁波携带的相位信息，为上取整运算符，为下取整运算符；

(b)对ei(z0，r0，ω)去赋形处理，由圆阵列波束赋形使用的权矢量的逆进行，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个涡旋电磁波的波束指向权系数；

(c)空间正交变换器对N路并行输入信号做关于涡旋电磁波的方位角空间正交变换，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，故将{E(l))称为空间传播的多模态涡旋电磁波的模态离散谱分布；

(d)空间正交变换器使用的权矢量与式(1)中的系数自然正交互逆，因此是涡旋波信号去模态后的独立调制信号，按式(4)，

操作，从而实现多模态涡旋电磁波信号的模态识别与分离。