模式理论及其在多端口频分复用天线中的应用

本项目提出一种崭新的理论方法，即基于模式理论、矩量法和申请人提出的广义渐近波形估计(GAWE)、特征模和广义渐近波形估计相结合的技术(CMGAWE)，研发稻垣模、双正交模和GAWE相结合的综合快速计算方法；应用这些新方法，采用内插外推技术快速计算飞机、军舰、坦克等实际大物体的雷达散射截面(RCS)，以及快速分析导体电磁辐射问题；首次提出应用模式理论进行多端口频分复用天线设计，并形成天线设计软件。模式理论是现代计算科学的前沿研究领域之一，具有清晰的物理意义，对工程创新研究有很强的指导作用。将模式理论和近代计算技术相结合以便快速高效地分析电磁问题，一直是计算电磁学领域的科研工作者关心的研究课题。特别是随着电磁学领域要研究的电磁波频段日渐提高，分析电大尺寸结构的电磁辐射与散射的问题日显重要，对快速高效计算方法的需求就更为迫切。研究模式理论及其在电磁问题中的应用具有重要的理论和现实意义。

项目计划实施要点主要有两方面内容：1、模式理论方法加速电磁问题分析的研究；2、天线前端目前是限制信息传输速率因素之一，其解决方法近年被广泛研究的是多端口技术，也就是多输入多输出(MIMO)技术。项目内容总体上按计划进行，项目组成员在充分调研了近年发表的与本课题研究内容相关的最新成果的基础上，提出了快速计算宽角度上任意形状导体的雷达散射截面（RCS）的特征模（CM）和渐近波形估计（AWE）的综合方法；提出了快速分析雷达散射截面的稻垣模综合技术；研究了三维空间MIMO信道接收天线阵列互耦效应及系统容量，以及研究了基于Y 型阵MIMO 天线互耦效应及信道容量；研究了基于电磁矢量传感器的MIMO天线阵列系统；设计了一款新型的解耦合的紧凑微带天线阵。发表论文10余篇。