[发明专利]基于同心圆环阵列的涡旋电磁波产生与优化方法

摘要

本发明提供一种基于同心圆环阵列的涡旋电磁波产生与优化方法，基于多层圆环阵列，通过对单个天线单元辐射方向图、圆环半径和圆环数目、激励信号幅度和相位等设计，实现涡旋电磁波产生与优化的目标，即携带不同轨道角动量模式数的涡旋电磁波波束指向一致且具有较低的旁瓣电平。本发明利用同心圆环阵列产生携带轨道角动量的涡旋电磁波，该涡旋电磁波具有扭曲的相位波前，可以提升电磁波信息调制维度，在目标探测中应用可以促进雷达综合探测能力的提升。通过对天线阵列构型、天线单元以及激励信号的优化，本发明可以使产生的涡旋电磁波具有更高的照射效率，并增强其在目标探测中应用的抗干扰能力，为基于涡旋电磁波的雷达系统设计提供技术支撑。

主权项

1.基于同心圆环阵列的涡旋电磁波产生与优化方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，同心圆环阵列构型设计；同心圆环阵列由多个同圆心且由内之外等间距分布的圆环组成，每一层圆环中均匀分布有多个天线单元并且所有天线单元的天线极化方向要求一致；各圆环中的天线单元数量由内至外均匀递增；第二步，方向图函数推导；推导同心圆环阵列的辐射方向图函数表达式，其中同心圆环阵列中的每一层圆环均采用递增式相位激励方式，每一层圆环激励信号幅度值为待优化参数；第三步，目标函数定义；根据期望的方向图主瓣指向角度值θdes和最高旁瓣电平值定义涡旋电磁波优化的目标函数；第四步，激励信号优化，根据第三步定义的目标函数，采用遗传算法优化求解每一层圆环激励信号幅度值。