軌道角動量(OAM)電磁波束的渦旋特征退化現(xiàn)象以及軌道角動量天線的各種局限性使得渦旋波在微波及毫米波領(lǐng)域難以大范圍應(yīng)用。本文研究了OAM電磁波束的渦旋特征退化現(xiàn)象,探索了軌道角動量天線在近場通信領(lǐng)域的應(yīng)用潛力,設(shè)計了行波諧振腔天線結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了四種OAM模式復(fù)用,為任意種OAM模式復(fù)用帶來了可能,使得軌道角動量天線真正具備了實(shí)用價值。首先設(shè)計了一個天線陣列以研究OAM電磁波束的渦旋特征退化現(xiàn)象,而后為了減小渦旋波的輻射零點(diǎn)對遠(yuǎn)場通信的影響,根據(jù)前文的分析設(shè)計一個用于近場通信的射頻識別(RFID)軌道角動量天線。接著參考環(huán)形行波天線產(chǎn)生行波繼而輻射出OAM電磁波束的原理,設(shè)計了可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)行波的圓形基片集成波導(dǎo)(SIW)諧振腔,這種諧振腔具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低及易于與外圍電路集成的優(yōu)勢。而后利用半�；刹▽�(dǎo)(HM-SIW)技術(shù)將所設(shè)計的圓形SIW諧振腔改進(jìn)成漏波天線,將旋轉(zhuǎn)的行波輻射出來形成OAM波束,完成了用于遠(yuǎn)場通信的軌道角動量天線設(shè)計,可切換模式輻射兩種OAM電磁波束。并且研究了諧振腔天線的多點(diǎn)饋電方案,使其具備產(chǎn)生高純度及高階模式渦旋波的可能。最后利用諧振腔天線的諧振腔結(jié)構(gòu)可復(fù)用的特點(diǎn),將兩個諧振腔進(jìn)行復(fù)用形成了雙圓形HM-SIW諧振腔天線,并設(shè)計了3dB 90°電橋與諧振腔天線的饋線連接,使得該天線可同時產(chǎn)生四種OAM模式進(jìn)行通信,完成了四模雙HM-SIW諧振腔的天線結(jié)構(gòu)設(shè)計,實(shí)現(xiàn)在同一載波頻率下利用“態(tài)分復(fù)用”通信大幅提高頻譜效率的目標(biāo)。這種特殊的可復(fù)用天線結(jié)構(gòu),可以根據(jù)實(shí)際使用需求復(fù)用n個諧振腔,并在同一頻點(diǎn)處同時產(chǎn)生2n種OAM模式進(jìn)行通信,擴(kuò)大了2n倍頻譜利用率,發(fā)揮了渦旋波通信的最大優(yōu)勢。
【學(xué)位單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN820
【部分圖文】：

風(fēng)、水渦旋等。同時，宇宙中的光如光渦、黑洞等等。攜帶軌道角動小的普朗克常數(shù)力矩通常非常微小操作物體[37-40]。也能夠攜帶角動量。沿 Z 軸傳播 生的線性動量 = = 平[13]。但若不是理想的 TEM 波，所向上便可產(chǎn)生角動量[2]。攜帶軌道 )，文獻(xiàn)[35]中給出了理想環(huán)形行波圖 2-1 所示為垂直于傳播方向的平位變化 2 的 l 倍。

旋角動量 S 和軌道角動量 L[44 = 軌道角動量 L 表示為 = = ( ) )是軌道角動量算子，A 為矢量傳播的電磁波中添加相位旋轉(zhuǎn)波束行進(jìn)方向旋轉(zhuǎn)，呈現(xiàn)出螺 ( ) = ( ) ( ) 電磁波即為渦旋電磁波，其中軌道角動量模式數(shù)。

l=3 l=-3同 OAM 模態(tài)的渦旋電磁波發(fā)射動量的方式主要有如圖 旋反射面結(jié)構(gòu)和天線陣旋結(jié)構(gòu)主要源自于光學(xué)結(jié)構(gòu)和天線陣列輻射則大進(jìn)一步的探討和研究。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

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本文編號：2815757