基于均匀圆阵的涡旋电磁波传输技术研究

发布时间：2021-01-29 03:19

　　由于智能终端的爆发式增长以及移动互联网应用的蓬勃发展,现有的频带资源已经不能满足人们对于信息传输速率和效率的需求,第五代移动通信（5G）已经开始商用测试,5G在技术、成本等方面是存在局限的,所以5G之后还会有6G,因此找到新的通信技术发展方向显得尤为重要。研究表明,涡旋电磁波作为一项新的传输技术,能够在同一频带同时传输多路信息,并且具有不同模式数的涡旋电磁波之间满足正交性,利用这种正交性,可以有效地解决频谱资源短缺的问题,为实现高信息传输速率的未来无线通信技术提供支撑方案。但是,涡旋波束广泛应用于光波波段,在无线频段的研究还不够充分。基于此,本文对涡旋电磁波在无线频段传输时存在的一些关键问题展开了研究,进一步讨论了基于均匀圆阵（UCA）的轨道角动量（OAM）通信系统在实际应用场景下遇到的问题和解决方法。本文的主要创新点有:第一,对自由空间信道下基于UCA的OAM通信系统的传输性能进行了研究,研究分为理论推导与仿真验证两个部分。首先通过数学公式推导得出当基于UCA的OAM通信系统处于收发端圆阵未对准的非理想状态时,等效信道容量会迅速下降,接下来通过MATLAB仿真对容量的下降程度作出了更... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

涡旋电磁波等相位面结构图

(c) (d)图 2.2 z=3km 时(a)-(d)分别是l =0、2、4、6 时的波束强度图同时，也对传输距离为 3km 处的拉盖尔高斯波束的相位进行了仿真，相位分图如图 2.3 所示。从仿真图中可以进一步证明涡旋电磁波是绕着传播方向的轴线螺前进的，且根据传播横截面处的相位变化可知波束每旋转一周，相位就相应地改2 l，随着模式数的增加，涡旋电磁波束的相位结构也会变得更加复杂。

(c) (d)图 2.2 z=3km 时(a)-(d)分别是l =0、2、4、6 时的波束强度图同时，也对传输距离为 3km 处的拉盖尔高斯波束的相位进行了仿真，相位分如图 2.3 所示。从仿真图中可以进一步证明涡旋电磁波是绕着传播方向的轴线螺进的，且根据传播横截面处的相位变化可知波束每旋转一周，相位就相应地改 l，随着模式数的增加，涡旋电磁波束的相位结构也会变得更加复杂。

【参考文献】：
期刊论文
[1]光的自旋和轨道角动量[J]. 魏功祥,刘晓娟,刘云燕,付圣贵.  激光与光电子学进展. 2014(10)
[2]整数与分数阶涡旋光束相位奇点的稳定性分析[J]. 丁攀峰.  华中科技大学学报(自然科学版). 2011(05)



本文编号：3006180