近年來,經(jīng)濟(jì)和科技飛速發(fā)展,信息化的進(jìn)程也越來越快,其中作為信息載體的電磁波,在相關(guān)成像領(lǐng)域的應(yīng)用為人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的便利,但是仍無法滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的生產(chǎn)生活需求。作為電磁波的一個(gè)全新物理量,軌道角動(dòng)量（Orbital Angular Momentum,OAM）為電磁波提供一個(gè)全新的相位自由度,因此,相關(guān)學(xué)者們對(duì)軌道角動(dòng)量進(jìn)行了大量的研究。渦旋電磁波是一種攜帶軌道角動(dòng)量的特殊電磁波,理論上OAM模式數(shù)目是無限的,且不同OAM模式之間相互正交并在空間獨(dú)立傳播,張成無窮維的希爾伯特空間,有望被用于成像領(lǐng)域來提高成像分辨率。渦旋電磁波的產(chǎn)生是其應(yīng)用的前提,本論文圍繞渦旋電磁波的產(chǎn)生及其在成像領(lǐng)域應(yīng)用這個(gè)中心命題,開展了空氣中寬帶多OAM模式渦旋電磁波的產(chǎn)生、水中渦旋電磁波的產(chǎn)生以及電磁渦旋成像算法方面的研究。本文主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)如下:1、基于渦旋電磁波的應(yīng)用前景,分析對(duì)天線帶寬和OAM模式數(shù)的需求。提出了N臂阿基米德平面天線結(jié)構(gòu),并討論了該天線結(jié)構(gòu)產(chǎn)生寬帶多OAM模式電磁渦旋波的原理;研究了各種參數(shù)（臂數(shù)、增長(zhǎng)率、臂寬、內(nèi)外半徑等）對(duì)天線帶寬和OAM模式數(shù)的影響;2、為了實(shí)現(xiàn)空氣中... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

同心圓相控陣天線及輻射波束[17]

電子科技大學(xué)博士學(xué)位論文6渦旋電磁波的產(chǎn)生。相較于相控陣，時(shí)間開關(guān)圓環(huán)陣列成本更低，且也能同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種OAM模式的產(chǎn)生。(a)(b)圖1-5渦旋電磁波拋物面天線。(a)改進(jìn)的拋物面[18]；(b)基于泡沫塑料塊材料的螺旋拋物面反射器[19]2013年，MirkoBarbuto等人提出一種更加便宜、輕便的單一貼片天線[21]來產(chǎn)生渦旋電磁波，如圖1-6(a)所示。標(biāo)準(zhǔn)的圓形貼片由兩個(gè)同軸電纜來饋電激勵(lì)，通過調(diào)控電纜的放置角度，來調(diào)控兩個(gè)激勵(lì)模式之間的相移，從而實(shí)現(xiàn)圓極化渦旋電磁波的產(chǎn)生�；诖�，橢圓貼片[22]天線也可以用來產(chǎn)生圓極化的渦旋電磁波，如圖1-6(b)所示，這種天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便且易于集成，通過幾何結(jié)構(gòu)的非對(duì)稱性來產(chǎn)生兩種正交模式，保證渦旋電磁波的產(chǎn)生條件。(a)(b)圖1-6渦旋電磁波貼片天線。(a)圓形貼片結(jié)構(gòu)[21]；(b)橢圓貼片結(jié)構(gòu)[22]

電子科技大學(xué)博士學(xué)位論文8圖1-9軌道角動(dòng)量喇叭天線結(jié)構(gòu)及近場(chǎng)幅相圖2018年，香港城市大學(xué)的研究小組提出一個(gè)半球形的介質(zhì)諧振腔[27]來生成渦旋電磁波，介質(zhì)諧振器由兩個(gè)正交的信號(hào)進(jìn)行饋電，激發(fā)出高階的221TE模式，通過分別對(duì)兩個(gè)端口進(jìn)行饋電，產(chǎn)生兩種OAM模態(tài)。2019年，合肥工業(yè)大學(xué)相關(guān)團(tuán)隊(duì)提出一種加喇叭腔錐形共形貼片圓極化渦旋電磁波天線[28]，如圖1-10所示，該結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生高增益、小發(fā)散角的渦旋電磁波。除此之外，還有基于漏波天線[29]、螺旋相位板[30]等的方法。介質(zhì)基板接地饋電點(diǎn)金屬片矩形縫隙槽φ(a)0360(b)(c)圖1-10圓錐共形貼片天線[27]。(a)圓錐共形貼片天線結(jié)構(gòu)圖；(b)頂視圖和俯視圖；(c)實(shí)測(cè)OAM模式l=1渦旋電磁波的強(qiáng)度和相位圖


本文編號(hào)：3138395