電磁頻譜具有有限性,排他性,非耗竭性和易污染性,因此,提高頻譜資源利用率是解決信息技術發(fā)展的動力之一。如今,電磁波承載信息的方式基本通過調(diào)控電磁波的極化,頻率以及幅度,而軌道角動量（Orbital Angular Momentum,OAM）作為一種新的維度,在改善頻譜資源利用率以及雷達成像等方面具有巨大的應用潛力。本文主要研究基于圓形陣列天線以及超表面天線來產(chǎn)生具有OAM的渦旋電磁波。首先,從理論上對圓形陣列天線產(chǎn)生渦旋電磁波進行了推導。分析陣列天線的模態(tài)并與理論相互驗證,證明了公式推理的準確性。提出將一種攜帶OAM的單元進行組陣,理論公式以及仿真結果均證明,陣列產(chǎn)生的OAM不僅與陣列參數(shù)有關,同時與單元攜帶的OAM有關,可通過調(diào)控單元的OAM靈活調(diào)節(jié)陣列的OAM分布。同時,陣列產(chǎn)生的OAM可通過單元進行擴展,其取值范圍不再局限于陣列單元的個數(shù)。進一步的,提出了基于OAM單元組陣來提高模態(tài)純度的方法,為將來基于OAM單元組陣的應用提供了思路。然后,基于圓形陣列天線理論,提出一種8單元雙頻雙模的陣列天線。設計一款可工作在0.9GHz以及1.8GHz的雙頻微帶天線,同時設計可工作在0.9G... 

【文章來源】：西安電子科技大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同OAM本征值波前及幅相分布：(a)波前形狀，(b)幅度分布，(c)相位分布

第一章 緒論3圖1.2 渦旋電磁波通信實驗圖1.3 螺旋反射面 OAM 天線目前，用于產(chǎn)生微波、毫米波軌道角動量波束的主要方法有超材料天線[14-23]、陣列天線[24-29]、貼片天線[30-31]、行波天線[32-33]以及螺旋拋物面[5][34-35]。如圖 1.4(a)所示，采用陣列天線產(chǎn)生渦旋電磁波是一種常見的方法，設計思想簡單，控制各單元之間的相位即可產(chǎn)生所需模態(tài)的渦旋電磁波，但由于饋電網(wǎng)絡復雜同時波束的發(fā)散角極大，因此對于加工以及通信具有一定的局限性。模態(tài)取值范圍與單元的個數(shù)有關，因此高模態(tài)需要更多的單元，加劇了陣列設計的難度。如圖 1.4(b)所示，采用圓極化微帶天線的高階模式可產(chǎn)生模態(tài)不為 0 渦旋電磁波，模態(tài)與圓極化天線的模式 TMnm有關

3圖1.2 渦旋電磁波通信實驗圖1.3 螺旋反射面 OAM 天線目前，用于產(chǎn)生微波、毫米波軌道角動量波束的主要方法有超材料天線[14-23]、陣列天線[24-29]、貼片天線[30-31]、行波天線[32-33]以及螺旋拋物面[5][34-35]。如圖 1.4(a)所示，采用陣列天線產(chǎn)生渦旋電磁波是一種常見的方法，設計思想簡單，控制各單元之間的相位即可產(chǎn)生所需模態(tài)的渦旋電磁波，但由于饋電網(wǎng)絡復雜同時波束的發(fā)散角極大，因此對于加工以及通信具有一定的局限性。模態(tài)取值范圍與單元的個數(shù)有關，因此高模態(tài)需要更多的單元，加劇了陣列設計的難度。如圖 1.4(b)所示，采用圓極化微帶天線的高階模式可產(chǎn)生模態(tài)不為 0 渦旋電磁波，模態(tài)與圓極化天線的模式 TMnm有關

【參考文獻】：
期刊論文
[1]微帶線直角彎曲最佳斜切率研究[J]. 路宏敏,吳保義,姚志成,萬連城.  西安電子科技大學學報. 2009(05)

碩士論文
[1]基于軌道角動量復用的渦旋電磁波產(chǎn)生及傳輸研究[D]. 張宗堂.電子科技大學 2017
[2]攜帶軌道角動量渦旋電磁波天線及傳輸系統(tǒng)的研究[D]. 回曉楠.浙江大學 2015



本文編號：3223731