基于天线阵列的多模态OAM波束收发原理研究

发布时间：2020-12-03 02:25

　　电磁波的轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)是指电磁波的等相位面沿着传播方向呈涡旋状的物理形态。由于不同整数本征态之间的正交性,OAM在射频和光通信领域引起了广泛关注。作为一种新的自由度,其中最关键的问题是多模态OAM波的产生。本文以时间调制均匀圆形阵列(TMUCA)同时产生多模态OAM波为理论基础,研究TMUCA中OAM波束转向及多模态OAM的复用理论。主要内容概括如下:本文首先建立了TMUCA在谐波频率上产生OAM波束的理论模型,给出了一种用于生成OAM波的时间序列设计准则并分析了各谐波上的OAM波的特性。此方法通过控制连接到阵列单元上的开关来实现多模态OAM波的产生从而避免了使用昂贵的相控器件。通过仿真分析各个谐波上的幅度和相位特征,证明该方法确实能够在不同的谐波上产生不同模态的OAM波,验证了该方法的有效性。其次,本文给出了一种基于TMUCA的OAM波束转向方法。通过设计加载到开关上的时间序列,在谐波上生成OAM波的同时还能够对谐波上的OAM波进行波束转向。进一步,本文设计了一种工作于3.5 GHz的贴片天线来验证时间调制在OAM波束控制方面的... 

【文章来源】：重庆邮电大学重庆市

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

线极化示意图

图 2.4 圆极化示意图尽管 OAM 波束的示意图类似于圆极化波，如图 2.5 所示，但绕着传播轴线旋是光束的相位，而不是每一点的电场。在 OAM 波束中，波束横截面上的相位取多种值，得到的相位波前在波束移动时围绕波束中心旋转，即螺旋状相位。图 2.5 轨道角动量传播相位变化示意图

ㄊ?贫?蔽?撇ㄊ?行男???绰菪?聪辔徊ㄇ啊Ｍ?2.5 轨道角动量传播相位变化示意图2.5 OAM 波传输特性就目前基于 OAM 的通信系统的实现来说，在收发两端大多采用的是天线阵列，OAM 波的传输需要考虑三个典型问题。(1)收发机对齐：要想对不同模态的 OAM 信号进行完美分离，需要发射器和接收器相互对齐。如果发射端和接收端没有对齐，接收信号的相位不仅包含了OAM 模式的相位，还包含了因传输距离不相等到达接收端上不同位置所引起的相

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电磁涡旋的雷达目标成像[J]. 郭桂蓉,胡卫东,杜小勇.  国防科技大学学报. 2013(06)
[2]Colored object encoding scheme in ghost imaging system using orbital angular momentum[J]. 李永强,杨华,刘娇,巩龙,盛宇波,程维文,赵生妹.  Chinese Optics Letters. 2013(02)



本文编号：2895839