[发明专利]一种涡旋电磁波近场方位识别方法

权利要求书

1.一种涡旋电磁波近场方位识别方法，其特征在于，包含：

步骤S1、设置四种具有不同模态的涡旋电磁波对目标进行探测，获得四组回波数据；

步骤S2、将四组回波数据两两进行干涉处理，消除目标斜距产生的相位，提取干涉后的六组回波相位；

步骤S3、构造六组理论相位，使用搜索算法得到令干涉后的回波相位和理论相位之间的误差绝对值之和最小的高精度目标方位角。

2.如权利要求1所述的涡旋电磁波近场方位识别方法，其特征在于，所述步骤S1包含：

步骤S1.1、本发明采用多发单收模式，使用均匀圆形天线阵列产生涡旋电磁波，设置N个相同的各向同向发射天线，每个阵元均匀分布在半径为a的圆周上，采用位于中心的单个天线阵元接收目标回波，以接收天线为坐标原点建立球坐标系，p点为目标，r为接收天线到目标的距离，θ为俯仰角，俯仰角范围为[0,90°]，为目标方位角，方位角范围为[-180°,180°]；

生成轨道角动量模式数分别为l₁、l₁+B_l1、l₁+B_l2、l₁+B_l3的四种涡旋电磁波对目标进行照射，其中，B_l为两种模态的基线；

Bessel函数主瓣指向即为涡旋波主瓣方向：

其中，l为模态数，a为阵列半径，k＝2π/λ，λ为波长，J_l(kasinθ)表示第一类贝塞尔函数，

取模态数l为[1,50]，计算出每个模态对应的主瓣指向x_max，进行三段线性拟合：

在已知目标俯仰角θ₀的情况下，计算出波束指向位置x_0max，求出对应的拟合值

根据拟合值以及拟合公式，推导出对应的模态数l₁；

步骤S1.2、在确定模态数l₁后，设置三个模态基线B_l1＝1，B_l2＝-2l₁＝-28，B_l3＝-2l₁-1＝-29进行方位角测量，得到四组回波数据分别为：

3.如权利要求2所述的涡旋电磁波近场方位识别方法，其特征在于，所述步骤S2包含：

步骤S2.1、根据模态数l₁和三个模态基线B_l1、B_l2、B_l3构造补偿相位对回波数据的等式右边第一项进行补偿，得到：

步骤S2.2、通过不同模式数的回波干涉处理消除回波数据的等式右边第一个指数项的影响，取出干涉后的相位

4.如权利要求3所述的涡旋电磁波近场方位识别方法，其特征在于，所述步骤S3包含：

步骤S3.1、设置搜索方位角向量搜索范围为[-180°,180°]，搜索间隔为0.1°，搜索个数M＝3600，根据已知的模态数和模态基线构造相应的六组理论相位φ′＝[φ′₁₂,φ′₁₃,φ′₁₄,φ′₂₃,φ′₂₄,φ′₃₄]：

步骤S3.2、将构造的理论相位φ′与提取的干涉相位相减，得到六组相位误差向量：

步骤S3.3、将六组误差向量取绝对值后求和，搜索出使误差绝对值之和最小的即为所求的高精度方位角：