环形行波缝隙天线的OAM辐射特性研究

发布时间：2017-04-11 08:06

  本文关键词：环形行波缝隙天线的OAM辐射特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无线通信发展迅速,高速率、高带宽是主要发展趋势,而频谱的稀缺性成为了限制其发展的瓶颈。轨道角动量是一个新的自由度,它的各个模态之间相互正交,这一特性成为提高通信速率以及编码效率的基础。电磁波束携带轨道角动量除具有频率、相位、极化等属性外,还具有轨道角动量这一新的维度,因此可用于多级调制,提高频谱利用率,同时提高通信容量,成为电磁领域和通信领域的一个研究热点。本文着重对环形行波天线以及基于该天线设计的环形谐振腔缝隙天线的轨道角动量辐射特性进行了研究。在理想馈电条件下,通过建立模型、理论计算和电磁仿真,验证了环形行波天线可以产生携带轨道角动量的电磁波束。然而,实际中天线上的损耗不可避免,环上恒定电流强度无法保证,接着研究了损耗对环形行波天线的轨道角动量辐射特性的影响。一定损耗会导致场的相位不完美和幅度不均匀,因此提出在发射端对天线应用多点馈电技术对天线进行改善。最后,对基于环形行波天线设计的环形谐振腔天线进行一系列计算、仿真和实验,研究了其轨道角动量辐射特性,验证了环形行波天线产生轨道角动量波束的正确性以及解决损耗方案的合理性。本文研究了环形行波天线的轨道角动量辐射特性,同时考虑影响因素,提出进一步的改进方案,并做了相关实验进行验证。
【关键词】：轨道角动量 环形行波天线 谐振腔天线 天线损耗 多点馈电
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN823.24
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-19
• 1.1 课题背景与研究意义11-13
• 1.2 国内外研究现状13-16
• 1.3 研究内容与创新点16-19
• 1.3.1 研究内容16-17
• 1.3.2 主要创新点17-19
• 2 环形行波天线的OAM波束辐射特性研究19-38
• 2.1 环形行波天线的模型与原理19-23
• 2.1.1 环形行波天线分析模型19-20
• 2.1.2 环形行波天线产生OAM波束原理20-23
• 2.2 理想环形行波天线的OAM波束辐射特性23-31
• 2.2.1 计算结果23-29
• 2.2.1.1 电场分布24-26
• 2.2.1.2 角动量模数26-27
• 2.2.1.3 局部拓扑荷27-28
• 2.2.1.4 OAM谱图28-29
• 2.2.2 CST电磁仿真29-31
• 2.2.2.1 仿真模型29-30
• 2.2.2.2 仿真结果30-31
• 2.3 损耗环形行波天线的OAM辐射特性31-37
• 2.3.1 计算结果32-35
• 2.3.1.1 电场分布32-33
• 2.3.1.2 角动量模数33-34
• 2.3.1.3 局部拓扑荷34
• 2.3.1.4 OAM谱图34-35
• 2.3.2 CST电磁仿真35-37
• 2.3.2.1 仿真模型35
• 2.3.2.2 仿真结果35-37
• 2.4 多点馈电方案设计37
• 2.5 本章小结37-38
• 3 环形行波缝隙天线的OAM波束辐射特性研究38-64
• 3.1 环形谐振腔天线38-40
• 3.1.1 环形谐振腔天线产生OAM波束原理38-39
• 3.1.2 环形谐振腔天线整体结构设计39-40
• 3.2 不同馈电方式环形行波缝隙天线辐射特性比较40-50
• 3.2.1 电流分布41-44
• 3.2.2 电场分布44-47
• 3.2.3 角动量模数47-48
• 3.2.4 局部拓扑荷48-49
• 3.2.5 OAM谱图49-50
• 3.3 环形谐振腔天线的OAM波束辐射特性比较50-59
• 3.3.1 不同馈电方式下腔内电场分布50-52
• 3.3.2 天线近场分布52-55
• 3.3.3 天线S参数55
• 3.3.4 天线远场分布55-59
• 3.4 多点馈电的潜在应用——产生高阶OAM态59-61
• 3.5 多点馈电方案优化61-63
• 3.6 本章小结63-64
• 4 实验测量环形行波缝隙天线的OAM波束辐射特性64-69
• 4.1 环形谐振腔天线实验测量64-68
• 4.1.1 天线测量方法64-66
• 4.1.2 天线近场测量66-68
• 4.2 本章小结68-69
• 5 总结与展望69-71
• 5.1 总结69-70
• 5.2 展望70-71
• 参考文献71-75
• 作者简历75

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 袁建浩;;矩形脉冲激励的“V”形行波天线[J];电子科技大学学报;1989年04期

2 龚成;4mm行波天线理论与实践[J];火控雷达技术;1996年03期

3 徐鹏,朱国强;迭代法分析圆环类微带行波天线的辐射特性[J];武汉大学学报(理学版);2001年01期

4 赵英华;赵强;丁晓磊;丁克乾;;窄边波导缝隙行波天线单柱面紧缩场测试研究[J];遥测遥控;2011年03期

5 赵愉深;毫米波行波天}玔J];成都电讯工程学院学报;1985年01期

6 刘斌,宋铮,张玉;免调谐行波天线宽带阻抗匹配的设计与实现[J];解放军理工大学学报(自然科学版);2001年06期

7 潘锦，文希理;有耗媒质及半空间上行波天线的加载[J];电子科技大学学报;1995年01期

8 ;[J];;年期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 李艳茹;环形行波缝隙天线的OAM辐射特性研究[D];浙江大学;2016年

  本文关键词：环形行波缝隙天线的OAM辐射特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：298650