中文标题：多模态涡旋电磁波对金属平板目标的近场散射特性研究

英文标题：Near-Field Scattering Characteristics of Metallic Plate Targets by Multi-Mode Vortex Electromagnetic Waves

来源期刊：雷达学报

基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金(CCNU25ai042)，国家留学基金(202506770045)

作  者：汪祠骋¹, 赵宇飞², 杨河林¹

作者单位：1. 华中师范大学物理科学与技术学院 武汉 430079
2. 南洋理工大学电气与电子工程学院 新加坡 639798

摘  要：携带相互正交的轨道角动量(OAM)的多模态涡旋电磁波由于其特殊的幅相特性在通信及雷达领域受到了广泛的关注研究。该文研究了金属目标在近场条件下的多模态涡旋波散射特性。首先，基于环形孔径辐射理论，构建多模态涡旋波入射场模型，利用物理光学法(PO)推导了理想导体圆板的近场散射场。其次定量分析了目标纵向距离、横向位移、几何特征及模态组合参数(起始模态、模态间隔、模态数量)对散射特性的调控规律，并计算了多模态近场涡旋雷达散射截面(NORCS)。研究结果表明相比平面波入射，多模态波束相干叠加后携带了更丰富的空间特征信息。目标对高阶模态能量的截获效率随传播距离增加显著下降；目标的横向位移会引发显著的模态谱串扰，但利用空间位置互补性，通过散射场的矢量叠加可实现目标原始散射特征的有效重构；目标几何形状在尺寸与主瓣相当时会对散射场产生精细调制，随着目标尺寸增大几何形状对散射场的调制作用逐渐减弱。理论计算与仿真结果吻合良好，主模态纯度偏差小于0.0207，散射场幅度分布的均方根误差为0.054，验证了理论的准确性。该研究揭示了多模态涡旋波与目标的相互作用机理，可为未来多模态涡旋雷达系统的目标识别与成像设计提供理论支撑。

全文链接： https://radars.ac.cn/cn/article/doi/10.12000/JR25277