一种基于三维矢量天线入射电磁波极化判决方法
专利类型：发明专利
语 言：中文
申 请 号：CN201811310719.X
申 请 日：20181106
申 请 人：重庆大学
申请人地址：400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号
公 开 日：20190118
公 开 号：CN201811310719.X
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代理机构：
摘 要：一种基于三维矢量天线的电磁波极化判决方法，其实现步骤是：(1)三维矢量天线分别接收x、y、z方向电场信号Ex(t)、Ey(t)、Ez(t)；(2)通过坐标变换，计算垂直传播方向的平面φOθ上的俯仰电场分量Eθ(t)和方位电场分量Eφ(t)；(3)通过希尔伯特变换计算两个分量的解析信号，把各自解析信号与其共轭信号相乘开方，估计出电场分量幅度值(4)把俯仰电场解析信号与方位电场解析信号的共轭信号相乘，估计两个分量相位差
(5)由幅度和相位差估计量
可以确定入射电磁波极化特性。本发明能够实现对任意角度入射的电磁波极化特性估计，可以用于无线通信中的极化调制技术领域。
主 权 项：1.一种基于三维矢量天线的电磁波极化判决方法，其实现步骤是(1)建立空间直角坐标系XYZ，任意极化的电磁波，从方位角φ和俯仰角θ入射该矢量天线上，角度为已知量；电磁波的接收天线是一个三维矢量天线，该矢量天线由三个相互垂直的线极化振子天线构成，三个线极化振子天线的极化方向分别与三个坐标轴重合，三个振子天线的馈点都位于坐标原点；天线三个振子接收信号为已知量，可以表示为Exm、Eym、Ezm分别为x、y、z方向接收电场幅度，
分别为x、y、z方向接收电场初始相位，ω为信号频率；(2)根据电磁波入射的方位角φ和俯仰角θ，入射电磁波电场可以在垂直传播方向的平面φOθ上分解为俯仰分量Eθ(t)和方位分量Eφ(t)两个相互垂直的电场分量；在坐标原点处，根据坐标变换关系由Ex(t)，Ey(t)，Ez(t)可计算得Eθ(t)，Eφ(t)，即Eθ(t)＝Ex(t)sinθcosφ+Ey(t)cosθsinφ?Ez(t)sinθ，Eφ(t)＝?Ex(t)sinφ+Ey(t)cosφ；同时，两个电场分量Eθ(t)和Eφ(t)是两个正弦信号，可以表示为
Eθm和Eφm分别是两个方向电场分量的幅度，
和
分别是两个电场分量的初相；为了估计接收电磁波极化特性，需要估计俯仰分量Eθ(t)和方位分量Eφ(t)的幅度Eθm、Eφm和相位差
(3)幅度Eθm、Eφm的估计方法为：第一步，将Eθ(t)和Eφ(t)经过希尔伯特变换，得到两个电场的解析信号分别为
其中符号H[]表示求希尔伯特变换；第二步，取两个电场分量解析信号的共轭，得到
其中符号[]*表示取共轭；第三步，解析信号与其共轭信号相乘，并开方，得到两个电场分量幅度估计值
具体为
(4)在获得Eθ(t)和Eφ(t)分量幅度估计值后，相位差估计方法为：第一步，把解析信号
与解析信号
相乘，然后归一化幅度得到
第二步，取Y的实部和虚部，即
然后通过三角函数反变换，估计相位差
相位差范围为[?π,π]，其中符号Re[]和Im[]分别表示取实部和虚部；如果Re(Y)>0，Im(Y)>0则
Re(Y)＜0，Im(Y)>0则
Re(Y)>0，Im(Y)＜0则
Re(Y)＜0，Im(Y)＜0则
(5)由幅度和相位差估计量
可以确定入射电磁波极化特性。
关 键 词：
法律状态：生效
IPC专利分类号：H04L27/38;H04L27/00;H;H04;H04L;H04L27;H04L27/38;H04L27/00