涡旋电磁波无线通信技术发展综述

由于携带轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM),涡旋电磁波具有螺旋相位结构以及不同模态相互正交的空间性质,因此将其应用于无线通信技术领域以提升频谱利用率以及通信容量受到学界关注。介绍了涡旋电磁波的结构以及特殊性质,总结了近几年国内外涡旋电磁波在天线技术的进展并对比了各类天线性能,分析了涡旋电磁波在多输入多输出、复杂环境传输以及模态混叠检测领域的不足与发展态势,指出了未来基于涡旋电磁波无线通信发展的方向以及挑战。

基于涡旋电磁波的雷达探测技术概述

涡旋电磁波具有螺旋相位波前结构,能比平面波获取更多的目标散射信息,因而在雷达探测与成像领域展现出巨大的潜力。文中根据涡旋电磁波的基本理论对其特性进行了数值仿真与分析;基于均匀圆阵的成像模型与回波处理流程,验证了平方贝塞尔函数在俯仰角的混叠特性;将平面波成像、关联成像的原理以及性质进行比较,以展示涡旋成像的优缺点;阐述了近几年涡旋成像以及旋转多普勒探测的研究进展,仿真验证了旋转多普勒的检测能力;同时,展望了基于涡旋电磁波雷达探测技术的未来发展方向。

基于涡旋电磁波的多普勒技术研究进展

根据涡旋电磁波的基本理论在对其性质进行了仿真分析;基于均匀圆形阵列模型验证了平方贝塞尔函数在俯仰角的混叠特性;将线性多普勒、旋转多普勒以及微多普勒的原理以及性质进行比较,以展示涡旋探测的优缺点;归纳了近几年涡旋电磁波在多普勒探测方面的研究进展,仿真验证了检测能力;同时,总结了在旋转多普勒和微多普勒探测中面临的关键难题,并指出进一步研究的方向。

电磁二维可重构滤波器研究进展

介绍了电磁二维可重构滤波器的背景、意义、国内外的发展现状及调节原理,将电磁二维可重构滤波器分为利用磁电复合材料结构和利用磁可调和电可调混合结构两类,并分别进行性能分析。重点对结构和材料各异的利用磁电复合的电磁二维可重构滤波器进行了性能参数上的对比,最后总结了电磁二维可重构滤波器的现存问题和未来发展趋势。

雷达-通信一体化平面阵列天线共享设计

针对机动作战平台的天线共享需求,本文提出了一种面向雷达-通信一体化的平面阵天线孔径分配方法。首先在平面阵列的基础上建立了共享孔径的模型;其次,将阵元位置的分配转化为多目标优化问题,选择雷达阵列方向图的最高峰值旁瓣电平和通信阵元的信道容量作为优化目标;最后,用改进的遗传算法进行优化计算,并完成了相关的仿真实验。仿真结果证明,雷达最高峰值旁瓣电平和通信信道容量能同时达到工作指标要求,实现了天线孔径的共享。

基于模拟退火的雷达-通信共享孔径研究

针对机动作战平台天线共享需求,提出了一种面向雷达通信一体化的线阵共享孔径分配方法。首先,建立了共享孔径的模型,根据雷达和通信工作频率差异设计了非均匀线型共享阵列;其次,将阵元位置的分配转化为多目标优化问题,选择雷达阵列方向图的最高旁瓣电平和通信阵元的信道容量作为优化目标;最后,用改进的模拟退火算法进行优化计算,并完成了相关的仿真实验,结果证明,雷达最高峰值旁瓣电平和通信信道容量能同时达到工作要求,实现了天线孔径的共享。