近年來,攜帶軌道角動量的渦旋電磁波由于其在無線通信、雷達(dá)探測、成像等方面的應(yīng)用潛力逐漸為研究者所重視。軌道角動量作為電磁波的一項(xiàng)基本屬性,直到20世紀(jì)末才首先在光波段被使用,而微波頻段軌道角動量電磁波的相關(guān)研究則正處于蓬勃發(fā)展的階段。事實(shí)上,軌道角動量復(fù)用可以極大的拓寬無線通信的帶寬從而提升頻譜利用率,此外將攜帶軌道角動量的電磁波用于雷達(dá)成像可以獲得方位和俯仰方向分辨率的突破。因此,對渦旋電磁波的產(chǎn)生、傳播及散射特性進(jìn)行研究對無線通信等相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展有著重要意義。本文基于渦旋電磁波基本理論以及譜分析理論,通過仿真計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測試等手段對渦旋電磁波的生成方法,相位純度、輻射方向圖等傳播特性以及照射簡單目標(biāo)時(shí)的散射特性進(jìn)行了探討。本文工作主要包括以下幾方面:第一,渦旋電磁波的產(chǎn)生。較為系統(tǒng)的介紹并分析了圓柱螺旋天線和圓錐螺旋天線用于產(chǎn)生渦旋電磁波的原理和方法;在此基礎(chǔ)上提出了一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、模態(tài)純度高且易于調(diào)控的新型多臂螺旋軌道角動量天線,并著重分析了其帶寬特性;第二,渦旋電磁波傳播特性研究。從幅度特性和相位特性,即輻射方向圖和相位純度兩方面對渦旋電磁波的傳播特性進(jìn)行考察。首先分析了理想O... 

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 渦旋電磁波的產(chǎn)生
        1.2.2 渦旋電磁波的傳播與接收
        1.2.3 渦旋電磁波的散射
    1.3 本論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 渦旋電磁波的基本理論
    2.1 軌道角動量與渦旋電磁波基本理論
        2.1.1 渦旋電磁波的概念
        2.1.2 渦旋電磁波的基本理論
    2.2 渦旋電磁波的檢測及純度
        2.2.1 渦旋電磁波檢測的相位梯度法
        2.2.2 基于相位梯度法的渦旋電磁波純度方差判據(jù)
        2.2.3 渦旋電磁波的譜分析理論
    2.3 本章小結(jié)
第三章 基于螺旋結(jié)構(gòu)的新型OAM天線設(shè)計(jì)
    3.1 螺旋天線基本原理
    3.2 螺旋OAM天線分析
        3.2.1 單臂OAM螺旋天線
        3.2.2 多臂OAM螺旋天線
    3.3 天線的OAM帶寬特性
    3.4 多臂螺旋OAM天線設(shè)計(jì)實(shí)例
    3.5 本章小結(jié)
第四章 渦旋電磁波的傳播特性研究
    4.1 理想渦旋波束的傳播特性
        4.1.1 理想OAM口徑源
        4.1.2 理想渦旋波傳播的幅度特性
        4.1.3 理想渦旋波傳播的相位特性
    4.2 基于螺旋天線的渦旋波束傳播特性
        4.2.1 天線結(jié)構(gòu)
        4.2.2 幅度特性
        4.2.3 相位特性
        4.2.4 天線結(jié)構(gòu)參數(shù)對傳播特性的影響
    4.3 本章小結(jié)
第五章 渦旋電磁波的散射特性研究
    5.1 渦旋電磁波照射簡單目標(biāo)的初步分析
        5.1.1 輻射源及計(jì)算模型
        5.1.2 渦旋波照射簡單目標(biāo)感應(yīng)電流及散射場分析
    5.2 基于譜分析理論的渦旋電磁波散射模型
        5.2.1 散射模型
        5.2.2 回波主模占比
    5.3 渦旋電磁波照射簡單目標(biāo)的散射譜分析
        5.3.1 PEC球的散射
        5.3.2 無限長PEC圓柱的散射
        5.3.3 PEC正方體的散射
    5.4 渦旋電磁波照射復(fù)雜目標(biāo)的散射譜分析
        5.4.1 直二面角的散射
        5.4.2 雙球的散射
        5.4.3 平板+球的散射
    5.5 渦旋電磁波照射復(fù)雜目標(biāo)與簡單目標(biāo)對比
        5.5.1 直二面角
        5.5.2 雙球
        5.5.3 平板+球
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于電磁渦旋的雷達(dá)目標(biāo)成像[J]. 郭桂蓉,胡衛(wèi)東,杜小勇.  國防科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(06)

碩士論文
[1]基于人工電磁材料的軌道角動量天線研究[D]. 吳迪.電子科技大學(xué) 2018
[2]寬帶螺旋OAM天線的設(shè)計(jì)與研究[D]. 張向月.浙江大學(xué) 2018
[3]電磁場軌道角動量用于近場目標(biāo)探測的可行性研究[D]. 楊濤.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[4]新型軌道角動量天線的研究[D]. 黃敏.電子科技大學(xué) 2017
[5]關(guān)于軌道角動量天線的研究[D]. 王亦楠.電子科技大學(xué) 2015



本文編號：3664309