[发明专利]一种涡旋波调制信号的单天线模态检测方法

权利要求书

1.一种涡旋波调制信号的单天线模态检测方法，其特征在于：

将能产生涡旋波的均匀圆环阵中2M元天线分成奇偶两组，奇数组阵元天线用s₁(n，t)＝c₁₁(n)cosωt+c₁₂(n)sinωt和相移序列分别激励，偶数组阵元天线用s₂(n，t)＝c₂₁(n)cosωt+c₂₂(n)sinωt和相移序列分别激励，ω为发射信号载波角频率，c_ij(n)∈[-1，0，1]为编码矩阵中的元素，i，j＝1，2，γ_2m-1和γ_2m为均匀圆环阵中阵元所在的方位角，则远区接收信号为

其中，l为涡旋波轨道角动量的模态，m表示第m个阵元，k＝2π/λ，λ为波长，r为均匀圆环阵半径，ρ为阵元天线在远场的衰减幅度，δ为仰角，γ为接收端的方位角，令等效复基带信号a(n)＝a_I(n)+ja_Q(n)，即

其中，对发送端差分编码后的相邻两帧n-1和n得到接收信号V(i，n)的差分解调关系为

其中发送四进制的数字信息z_n∈{0，1，2，3)，由于涡旋波束的轨道角动量模态存在正负值，解调时需要区分螺旋相位差的正负，因此，通过反正弦函数解调的螺旋相位差，则奇偶两组天线阵的螺旋相位差为

2.权利要求1所述的一种涡旋波调制信号的单天线模态检测方法，其特征在于：通过信号调制的方法将螺旋相位差调制到信号中，在接收端只需单接收天线即可完成对信号的解调，由接收端估计的螺旋相位差得到涡旋波束轨道角动量的模态值，即

通过反正弦解调螺旋相位可推出：

(1)估计的螺旋相位差与调制相位存在相位多值问题，推出均匀圆环阵的阵元数目与模态的关系为

(2)解调的螺旋相位差识别范围为[-π/2，π/2]，实现轨道角动量模态的正负值区分。