【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的高速發(fā)展,軌道角動量電磁波因其特殊的螺旋相位特性在無線電通信和雷達探測領(lǐng)域引起了科學(xué)工作者的極大興趣。但是由于軌道角動量電磁波在遠距離上傳輸?shù)陌l(fā)散性使得軌道角動量電磁波在通信領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展逐漸變緩,然而在近距目標探測領(lǐng)域里面軌道角動量研究非�；馃�。利用軌道角動量電磁波與近距目標的相互作用,以及目標在不同條件下的散射軌道角動量電磁波的場強幅度和相位信息來進行近距目標探測已經(jīng)成為了一個新的研究方向。本文的主要研究內(nèi)容包括:1、系統(tǒng)性介紹了軌道角動量電磁波的基本理論。然后基于介紹的幾種軌道角動量電磁波產(chǎn)生方法,本研究采用圍繞圓周均勻擺放的八單元貼片天線陣產(chǎn)生軌道角動量電磁波,通過仿真得到了對應(yīng)模式值軌道角動量的相位信息驗證了軌道角動量的模式值取值范圍及螺旋的相位結(jié)構(gòu)等特性。2、將軌道角動量電磁波和平面波在近距目標探測時的散射體的散射場幅度和相位信息分別進行對比分析,然后將近表面的散射體的散射場的幅度和相位信息也分別進行對比,從場的幅度信息和相位信息中得到了軌道角動量電磁波在近距目標探測的可行性。3、通過軌道角動量電磁波在近距目標探測時在不同的模式值,不同散射體距離,散射體的不同偏移位置,散射體的不同大小,散射體的不同媒質(zhì)五個方面對散射體的散射場進行實驗綜合分析,根據(jù)他們的散射場幅度和相位信息找到對應(yīng)條件下近距目標探測的規(guī)律。4、在通過近表面目標的散射場分析得到軌道角動量電磁波在不同的散射體深度,不同的散射體偏移,不同的環(huán)境媒質(zhì),不同的散射體媒質(zhì)對于近距目標探測的影響。根據(jù)散射體不同參數(shù)下的散射體的散射場強和相位信息得到對應(yīng)的變化趨勢。結(jié)論表明,軌道角動量電磁波在近距目標探測通過場分析方面與平面波相比具有更好的辨識度,通過散射體對軌道角動量電磁波的散射分析表明軌道角動量電磁波在近距目標探測上具有一定的可行性。
【圖文】：

目標識別和近表面目標探測提供更有價值的參考。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢人們最早認識到電磁波軌道角動量是通過光的力學(xué)效應(yīng)以及一些光學(xué)里面折射晶體方研究。在 1883 年，Whewell 對光學(xué)渦旋進行了理論分析，并且通過過實驗驗證渦旋具奇點。1979 年 Vaughan 等人開始對光學(xué)渦旋進行分析[12]，到 1881 年 Baranova 通過斑散研究觀測到了渦旋結(jié)構(gòu)的存在[13]。1989 年 Coullet 在分析非線性光學(xué)渦旋結(jié)構(gòu)時，第了“光學(xué)渦旋”這一術(shù)語[14]。直到 1992 年 Allen.L 的團隊的研究成果才讓人們得以對動量（Orbital Angular Momentum，OAM）有了更深層次的理解[15]。Allen.L 的團隊通過軌道角動量的拉蓋爾高斯光速從理論上證明了軌道角動量的相位波前被扭曲成了螺旋狀攜帶軌道角動量的電磁波也稱為渦旋電磁波。如圖 1.1 是模式值為 0 的平面波和模式值 2 的軌道角動量電磁波的波前結(jié)構(gòu)。

專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文 第二章 軌道角動量電磁 0 Re dV S E A角動量的算子，具體的說 L j r 于是乎可以看到它可鍵組成部分，，式(2-4)中A代表的是矢量位函數(shù)。過極端我們可知道自旋角動量模式數(shù)S分別可以表示為： 2 20 012zV dVs dV E H Stokes 矢量0 01 1( )2 2Z ZV im E E H H 在 Z 方向的分量中，我們可以很容易從中知道電磁波的角動量中自旋角動量于。
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN011

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本文編號：2683738