電磁波的軌道角動量(Orbital Angular Momentum,OAM)是指電磁波的等相位面沿著傳播方向呈渦旋狀的物理形態(tài)。由于不同整數(shù)本征態(tài)之間的正交性,OAM在射頻和光通信領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。作為一種新的自由度,其中最關(guān)鍵的問題是多模態(tài)OAM波的產(chǎn)生。本文以時間調(diào)制均勻圓形陣列(TMUCA)同時產(chǎn)生多模態(tài)OAM波為理論基礎(chǔ),研究TMUCA中OAM波束轉(zhuǎn)向及多模態(tài)OAM的復(fù)用理論。主要內(nèi)容概括如下:本文首先建立了TMUCA在諧波頻率上產(chǎn)生OAM波束的理論模型,給出了一種用于生成OAM波的時間序列設(shè)計準則并分析了各諧波上的OAM波的特性。此方法通過控制連接到陣列單元上的開關(guān)來實現(xiàn)多模態(tài)OAM波的產(chǎn)生從而避免了使用昂貴的相控器件。通過仿真分析各個諧波上的幅度和相位特征,證明該方法確實能夠在不同的諧波上產(chǎn)生不同模態(tài)的OAM波,驗證了該方法的有效性。其次,本文給出了一種基于TMUCA的OAM波束轉(zhuǎn)向方法。通過設(shè)計加載到開關(guān)上的時間序列,在諧波上生成OAM波的同時還能夠?qū)χC波上的OAM波進行波束轉(zhuǎn)向。進一步,本文設(shè)計了一種工作于3.5 GHz的貼片天線來驗證時間調(diào)制在OAM波束控制方面的... 

【文章來源】：重慶郵電大學重慶市

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

線極化示意圖

圖 2.4 圓極化示意圖盡管 OAM 波束的示意圖類似于圓極化波，如圖 2.5 所示，但繞著傳播軸線旋是光束的相位，而不是每一點的電場。在 OAM 波束中，波束橫截面上的相位取多種值，得到的相位波前在波束移動時圍繞波束中心旋轉(zhuǎn)，即螺旋狀相位。圖 2.5 軌道角動量傳播相位變化示意圖

ㄊ?貧?蔽?撇ㄊ?行男???綽菪?聰轡徊ㄇ�。�?2.5 軌道角動量傳播相位變化示意圖2.5 OAM 波傳輸特性就目前基于 OAM 的通信系統(tǒng)的實現(xiàn)來說，在收發(fā)兩端大多采用的是天線陣列，OAM 波的傳輸需要考慮三個典型問題。(1)收發(fā)機對齊：要想對不同模態(tài)的 OAM 信號進行完美分離，需要發(fā)射器和接收器相互對齊。如果發(fā)射端和接收端沒有對齊，接收信號的相位不僅包含了OAM 模式的相位，還包含了因傳輸距離不相等到達接收端上不同位置所引起的相

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于電磁渦旋的雷達目標成像[J]. 郭桂蓉,胡衛(wèi)東,杜小勇.  國防科技大學學報. 2013(06)
[2]Colored object encoding scheme in ghost imaging system using orbital angular momentum[J]. 李永強,楊華,劉嬌,鞏龍,盛宇波,程維文,趙生妹.  Chinese Optics Letters. 2013(02)



本文編號：2895839