基于超材料耦合线网络实现实时离散分数阶傅里叶变换
系统与控制
2024-08-22 v1 系统与控制
摘要
离散分数阶傅里叶变换（DFrFT）是信号处理、通信和微波传感中的通用数学工具。尽管 DFrFT 有大量应用，但在基带信号中实现对应的分数阶往往导致系统体积庞大、功耗高且延迟大。本文提出了一种无源超材料耦合线网络（MCLN），可在微波频率下实时执行模拟 DFrFT。所提出的 MCLN 由 M 条平行的微带传输线（TL）组成，相邻 TL 之间加载指叉电容器以增强耦合水平。我们证明，通过适当设计相邻通道之间的耦合系数，MCLN 可以执行任意分数阶的 M 点 DFrFT，该阶数可通过网络长度进行设计。在 DFrFT 实时信号处理的背景下，我们设计、建模、仿真并实现了一个 16×16 MCLN，并实验验证了所提出结构的性能。所提出的创新方法具有通用性，可应用于 DFrFT 为必要工具的多种应用场景。基于 MCLN 的设计方案可跨频率谱扩展，并可应用于毫米波和亚毫米波系统。
引用
@article{arxiv.2408.11388,
title = {Real-Time Discrete Fractional Fourier Transform Using Metamaterial Coupled Lines Network},
author = {Rasool Keshavarz and Negin Shariati and Mohammad-Ali Miri},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.11388},
year = {2024}
}