兵工学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (10): 3218-3226.doi: 10.12382/bgxb.2022.0480
收稿日期:
2022-06-02
上线日期:
2023-10-30
通讯作者:
基金资助:
ZHANG Hongyun, LI Ping*(), LI Guolin, JIA Ruili
Received:
2022-06-02
Online:
2023-10-30
摘要:
采用均匀圆阵产生涡旋电磁波时,天线阵元的辐射方向图受到邻近阵元互耦的影响,发射信号幅度和相位会发生改变,进而影响目标方位探测性能。针对此问题,利用均匀圆阵互耦矩阵的循环对称性,通过傅里叶变换将互耦矩阵展开为模式域,描述阵元激励与轨道角动量模式数之间的关系,并提出一种基于轨道角动量的改进传播算子解耦合方位估计算法。与传统算法相比,该算法避免了谱峰搜索和大特征值分解;同时,利用涡旋电磁波原始导向矢量对回波信号进行处理,规避了贝塞尔函数近似带来的误差。仿真结果表明:模式域互耦矩阵有效补偿了互耦效应的影响;所提算法较传统传播算子算法相比估计精度更高,同时计算复杂度更低。
中图分类号:
章鸿运, 栗苹, 李国林, 贾瑞丽. 互耦条件下涡旋电磁波目标方位探测方法[J]. 兵工学报, 2023, 44(10): 3218-3226.
ZHANG Hongyun, LI Ping, LI Guolin, JIA Ruili. Target Bearing Estimation Using Vortex Electromagnetic Waves with Mutual Coupling[J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(10): 3218-3226.
参数 | 数值 |
---|---|
载波频率/GHz | 24 |
波长/mm | 12.5 |
阵元数 | 12 |
圆阵半径/mm | 12.5 |
偶极子长度/mm | 6.25 |
采样点 | 2701 |
表1 FEKO仿真参数
Table 1 FEKO simulation parameters
参数 | 数值 |
---|---|
载波频率/GHz | 24 |
波长/mm | 12.5 |
阵元数 | 12 |
圆阵半径/mm | 12.5 |
偶极子长度/mm | 6.25 |
采样点 | 2701 |
算法 | 计算复杂度 |
---|---|
MUSIC算法 | O=(2L+1)2K+(2L+1)3+ 360(2L+2)(2L+1-P) |
ESPRIT算法 | O=(2L+1)2K+(2L+1)3+ 6P2(2L-1)+12P3 |
PM算法 | O=(2L+1)2K+(2L+1)2P+ P2(2L+1)+360(2L+2)(2L+1-P) |
OAM-PM算法 | O=(2L+1)2K+(2L+1)2P+ P2(2L+1)+6P2(2L-1)+12P3 |
表2 不同算法的计算复杂度
Table 2 Computational complexity of different algorithms
算法 | 计算复杂度 |
---|---|
MUSIC算法 | O=(2L+1)2K+(2L+1)3+ 360(2L+2)(2L+1-P) |
ESPRIT算法 | O=(2L+1)2K+(2L+1)3+ 6P2(2L-1)+12P3 |
PM算法 | O=(2L+1)2K+(2L+1)2P+ P2(2L+1)+360(2L+2)(2L+1-P) |
OAM-PM算法 | O=(2L+1)2K+(2L+1)2P+ P2(2L+1)+6P2(2L-1)+12P3 |
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