郭忠义 王运来 汪彦哲 郭 凯

(合肥工业大学计算机与信息学院 合肥 230009)

1 引言

随着现代科学技术不断发展，人们对雷达成像的分辨率要求也越来越高。而传统雷达成像技术实现高分辨率成像往往依赖于距离多普勒原理[1-3]，即通过发送宽带的信号实现目标在距离向的高分辨率，并通过雷达与目标之间的相对运动形成较大的虚拟孔径，从而获得目标在横向的高分辨率。然而，当雷达与目标无法进行较大的相对运动，甚至不能发生相对运动时，就无法形成较大的虚拟孔径，从而降低了雷达的横向分辨率。对于实孔径雷达而言，其横向的分辨率与它的实孔径大小有关，而在实际应用中无法获得巨大的真实孔径，导致实孔径雷达的横向分辨率较低。以上难题限制了雷达成像技术的发展，因此需要寻找新的雷达体制去解决这些难题。

携带有轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)的电磁波的波前呈现螺旋状结构[4]，因此携带有轨道角动量的电磁波被称为涡旋电磁波，而且由于涡旋电磁波的模式具有无穷性和相互正交性[5]，所以涡旋电磁波的模式可以作为等价于极化、频率之外的一种新的维度。因此涡旋电磁波不仅得到了国内外学者的广泛研究，还为突破传统雷达成像技术的瓶颈提供了一条可行的途径。1992年，荷兰物理学家Allen等人[6]发现拉盖尔高斯(Laguerre-Gauss,LG)光束携带有轨道角动量，还确定了轨道角动量与OAM态之间的关系。之后在涡旋光的产生、传播、量子操控等方面的应用[7-12]都得到了国内外学者的广泛研究。……