一般情形下的UCA辐射方向图理论研究北大核心CSCD

产生涡旋波束的方法有多种,其中最常见的是均匀圆阵列（UCA）,具有简单的结构和便捷的模式调控能力。然而,在高阶模态下,增加UCA的单元数会导致成本和空间占比增大,并且可能降低高阶模态的纯度。目前,UCA的设计多种多样,但对于选择合适单元数量的研究还比较缺乏。本文基于DFT,分析UCA的辐射方向图,并在偶数单元数的基础上增加奇数单元数,同时考虑了阵列半径、观测面与圆阵的距离以及观测圆的半径这些因素对纯度的影响。通过仿真研究设定了纯度阈值,从而确定最适合的单元数量。UCA实验结果表明,N=3时带内隔离度可达到35dB,而N=4保持在28-35dB,因此奇数单元有较稳定的隔离度。此外内环N=3,外环N=5的同心圆环阵列（UUCA）的隔离度均大于20dB。综上,在选择UCA单元数量时需要综合考虑纯度要求、成本、空间限制和系统性能等因素。