论回旋电子与涡旋电磁波量子:内禀和外部轨道角动量

1

作者 王哲远 张超 《电子学报》 北大核心 2025年第4期1174-1181,共8页

回旋电子辐射涡旋电磁波量子的理论模型是量子态涡旋电磁波技术的关键.本文是“论回旋电子与涡旋电磁波量子”的一部分,建立“内禀和外部轨道角动量”相关理论模型.单个电子或电磁波量子可具有涡旋特征,并且它们由所携带的内禀轨道角动... 回旋电子辐射涡旋电磁波量子的理论模型是量子态涡旋电磁波技术的关键.本文是“论回旋电子与涡旋电磁波量子”的一部分,建立“内禀和外部轨道角动量”相关理论模型.单个电子或电磁波量子可具有涡旋特征,并且它们由所携带的内禀轨道角动量决定.为了分析单电子能级跃迁辐射中内禀轨道角动量的传递,本文在自由空间和磁场的不同场景中理论计算了单个电子波包内禀轨道角动量的本征值,表明内禀轨道角动量仅由电子波包自身决定,但是外部轨道角动量受坐标系影响.内禀轨道角动量中的量子数改变时,应当表现为电子波包的膨胀或紧缩.本文还给出了电磁波量子在自由空间中的内禀轨道角动量和扭曲光纤中外部轨道角动量表达式,根据是否携带内禀轨道角动量,大量电磁波量子构成量子态轨道角动量电磁波和统计态轨道角动量电磁波. 展开更多

关键词 能级跃迁辐射 涡旋电子 内禀OAM 朗道能级 相对论效应 量子态OAM电磁波

在线阅读 下载PDF 职称材料

具有可重构特征的轨道角动量天线技术研究进展 被引量：2

2

作者 吴杰 胡俊 +3 位作者 张忠祥 沙威 黄志祥 吴先良 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1173-1185,共13页

轨道角动量(OAM)因其模式具有理论上无穷且正交互不干扰的特点,在扩展信道容量方面展现出良好的优势,为解决日趋紧张的频谱资源提供了一种新型设计自由度。面对复杂多样的无线通信场景,设计具有可重构特征的OAM天线,是实现多模态复用、... 轨道角动量(OAM)因其模式具有理论上无穷且正交互不干扰的特点,在扩展信道容量方面展现出良好的优势,为解决日趋紧张的频谱资源提供了一种新型设计自由度。面对复杂多样的无线通信场景,设计具有可重构特征的OAM天线,是实现多模态复用、智能信息感知和人工智能天线的物理层基础。该文首先结合可重构天线实现机理,给出了OAM可重构天线设计的方法及具备的特点;然后,系统性综述了具有可重构特征的OAM天线的研究进展;最后,对未来设计具有可重构特征的OAM天线研究进行了展望。 展开更多

关键词 涡旋电磁波 轨道角动量天线 可重构 复用

在线阅读 下载PDF 职称材料

论回旋电子与涡旋电磁波量子:涡旋电子波包 被引量：2

3

作者 王哲远 张超 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期414-420,共7页

回旋电子辐射涡旋电磁波量子的理论模型是量子态涡旋电磁波技术的关键.本文是“论回旋电子与涡旋电磁波量子”系列论文的第一部分,建立了“涡旋电子波包”相关理论模型.能级跃迁辐射是涡旋电子最自然的辐射之一.为了给出单个涡旋电子回... 回旋电子辐射涡旋电磁波量子的理论模型是量子态涡旋电磁波技术的关键.本文是“论回旋电子与涡旋电磁波量子”系列论文的第一部分,建立了“涡旋电子波包”相关理论模型.能级跃迁辐射是涡旋电子最自然的辐射之一.为了给出单个涡旋电子回旋辐射产生涡旋电磁波量子机理,本文根据磁场中电子的守恒量推导了恒定磁场中涡旋电子波函数,对相对论电子波包的运动情况做出分析,并通过求解狄拉克方程解释了自旋角动量和轨道角动量在本质上不可分割的情况.另外,在求解过程中根据相对论能量本征方程得到回旋电子在磁场中的横向能级分布,即朗道能级,并仿真得到电子具有确切轨道角动量数时的朗道能级形状. 展开更多

关键词 能级跃迁辐射 涡旋电子 涡旋电磁波量子 轨道角动量 朗道能级 相对论效应 正则动量

在线阅读 下载PDF 职称材料

多轨道角动量模式谐振环形行波天线设计 被引量：1

4

作者 张振宇 杜永兴 +2 位作者 李宝山 徐利权 温海英 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第2期101-104,109,共5页

为解决目前轨道角动量(OAM)天线难以在同一频率下多模工作的问题,推动OAM在无线通信领域的实际应用,设计、加工并测量了一种基于单层板的谐振环形行波天线,引入4个馈电探针将不同相位差的信号馈入行波天线。经仿真分析和实际测量,该天... 为解决目前轨道角动量(OAM)天线难以在同一频率下多模工作的问题,推动OAM在无线通信领域的实际应用,设计、加工并测量了一种基于单层板的谐振环形行波天线,引入4个馈电探针将不同相位差的信号馈入行波天线。经仿真分析和实际测量,该天线可以在3 GHz上谐振并分别产生了携带有OAM模式l=0,l=±1,l=-2的涡旋电磁波束。该天线结构简单并且可以在同一频率下产生多种模式OAM,能够有效增加无线通信的信道容量,具有一定的理论意义和实用价值。 展开更多

关键词 轨道角动量 多模态 涡旋电磁波 谐振环形行波天线

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于超表面的涡旋波束控制技术研究综述

5

作者 王志伟 朱永忠 +3 位作者 韩冷 周涵楚 徐军伟 谢文宣 《电讯技术》 北大核心 2024年第10期1535-1545,共11页

轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)复用技术因OAM模式间的正交性和模式的无限性,能极大程度地提升信道容量与频谱效率,对解决当前无线通信频谱拥挤问题具有重大潜力。然而,OAM波束的衍射特性和发散角问题严重限制了通信质量。对... 轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)复用技术因OAM模式间的正交性和模式的无限性,能极大程度地提升信道容量与频谱效率,对解决当前无线通信频谱拥挤问题具有重大潜力。然而,OAM波束的衍射特性和发散角问题严重限制了通信质量。对OAM通信的技术的难点进行了介绍,并对比分析了现有OAM波束控制天线的优势与不足,其中超表面天线因其结构简单、成本低和优异的电磁调控能力,在OAM波束控制中具有独特优势。其次重点梳理了基于超表面实现OAM波束控制的不同实现方式以及发展现状,最后综述了未来发展方向,为OAM波束控制相关技术的发展和未来大容量通信的实现提供了一定指导。 展开更多

关键词 轨道角动量 超表面天线 涡旋电磁波波束控制 大容量通信

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于涡旋电磁波新体制的雷达前视三维成像

6

作者 潘浩然 马晖 +1 位作者 胡敦法 刘宏伟 《雷达学报（中英文）》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期1109-1122,共14页

涡旋电磁波具有独特的波前相位调制特性,其作为一种新的雷达发射端分集模式,可实现目标雷达截面积(RCS)分集、提升信号与信息处理维度和性能,其探测与成像性能在多种雷达体制中得到了验证。该文针对前视雷达成像的应用背景,基于均匀圆... 涡旋电磁波具有独特的波前相位调制特性,其作为一种新的雷达发射端分集模式,可实现目标雷达截面积(RCS)分集、提升信号与信息处理维度和性能,其探测与成像性能在多种雷达体制中得到了验证。该文针对前视雷达成像的应用背景,基于均匀圆阵发射与圆阵中心单天线接收的收发体制,在建立了电磁涡旋前视雷达信号模型与成像模型的基础上,提出了一种分时多模态扫描的成像方法,利用多模态涡旋电磁波在不同俯仰角的幅度差异性和在不同方位角的相位差异性,以及雷达与目标相对运动产生的多普勒效应,提出了改进的后向投影-距离多普勒算法,实现了目标三维成像。由于涡旋电磁波的能量发散特点,随着俯仰角增大,高模态方向图增益急剧下降,该文所提方法通过对多个模态在空域能量分布的有效利用,在较大视场角下具有较高的稳定性。基于点目标成像结果,验证了在多模态涡旋波覆盖的较大视场范围内,目标成像结果的归一化等效增益在低俯仰角与高俯仰角处基本相当。所提方法通过对飞机目标的实验验证,根据成像结果可较为准确地重构目标的三维结构。 展开更多

关键词 涡旋电磁波雷达 前视三维成像 分时多模态 后向投影算法 距离多普勒

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种V波段涡旋电磁波反射阵天线

7

作者 陈楠祺 王鑫 +3 位作者 晏阳栋 张珂 张翔 陈山 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期113-120,共8页

为了满足无线电近感探测需求,提出一种基于反射型超表面的V波段涡旋电磁波产生方法,设计了一款具有正馈结构的涡旋电磁波反射阵天线,馈源采用标准增益喇叭天线。提出的新型线极化超表面单元为双层结构,两层方形贴片分别印刷在两个介质... 为了满足无线电近感探测需求,提出一种基于反射型超表面的V波段涡旋电磁波产生方法,设计了一款具有正馈结构的涡旋电磁波反射阵天线,馈源采用标准增益喇叭天线。提出的新型线极化超表面单元为双层结构,两层方形贴片分别印刷在两个介质板的上层,金属地板印刷在下层介质板的底层。仿真结果表明,在60 GHz频点得到的电场相位在正方形相位参考面上具有清晰的+1模态涡旋相位分布特征,且中心存在相位奇点。对实物样机的实验室测试结果表明,天线近场辐射波以及天线照射钢板后反射波的电场相位同样具有涡旋相位分布特征。 展开更多

关键词 轨道角动量 OAM 涡旋电磁波 反射型超表面 天线 仿真

在线阅读 下载PDF 职称材料

涡旋电磁波天线技术研究进展 被引量：17

8

作者 郭忠义 汪彦哲 +3 位作者 郑群 尹超逸 杨阳 宫玉彬 《雷达学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2019年第5期631-655,共25页

涡旋电磁波,因携带有轨道角动量(OAM),从而体现出除了传统的强度、相位、频率、极化等自由度之外的一种新型自由度,理论上在任意频率下都具有无穷多种互不干扰的正交模态,并且近年来其在雷达成像、无线通信等研究领域展现出重要的应用潜... 涡旋电磁波,因携带有轨道角动量(OAM),从而体现出除了传统的强度、相位、频率、极化等自由度之外的一种新型自由度,理论上在任意频率下都具有无穷多种互不干扰的正交模态,并且近年来其在雷达成像、无线通信等研究领域展现出重要的应用潜力,所以引起国内外学者的广泛关注,具有很高的研究价值和应用前景。在这里,该文主要介绍近年来涡旋电磁波天线技术的研究进展,包括单一微带贴片天线、阵列天线、行波天线、以及超表面天线结构等。单一微带贴片天线由于其结构简单、制作成本低而被广泛运用;行波天线可以在宽带范围内产生多OAM模式的涡旋电磁波;阵列天线的设计原理简单,可以灵活地控制产生不同模态的高增益OAM电磁波;而超表面天线不需要复杂的馈电网络,从而具有天线整体剖面较低的优势。该文对这4种常见的涡旋电磁波天线进行了总结,并展望了未来的发展趋势。 展开更多

关键词 涡旋电磁波 单一微带贴片天线 行波天线 阵列天线 超表面天线

在线阅读 下载PDF 职称材料

轨道角动量在无线通信中的研究新进展综述 被引量：29

9

作者 孙学宏 李强 +1 位作者 庞丹旭 曾志民 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2305-2314,共10页

随着无线通信技术的蓬勃发展,频谱利用率和系统容量已经趋近香农极限.轨道角动量作为一项新型技术,拥有高效频谱利用率和抗干扰能力,引起了国内外学术界的关注.本文首先介绍了轨道角动量的应用与无线通信系统的基本原理;其次综述了轨道... 随着无线通信技术的蓬勃发展,频谱利用率和系统容量已经趋近香农极限.轨道角动量作为一项新型技术,拥有高效频谱利用率和抗干扰能力,引起了国内外学术界的关注.本文首先介绍了轨道角动量的应用与无线通信系统的基本原理;其次综述了轨道角动量在相关领域的研究进展,并对轨道角动量产生的关键技术进行深入分析,以及对现有的轨道角动量接收方法进行梳理总结;最后在目前已有研究的基础上,展望并提出了未来轨道角动量在无线通信研究及应用中需要重点解决和关注的一些突出问题,包括携带轨道角动量涡旋电磁波的产生,不同模态轨道角动量电磁波相互干扰的抑制,轨道角动量模态的编码方式以及不同模态涡旋电磁波的分离与检测等方面. 展开更多

关键词 涡旋电磁波 轨道角动量 无线通信 频谱效率 无线数据编码 抗干扰

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于多模态OAM涡旋电磁波的L波段宽频阵列天线设计 被引量：13

10

作者 李强 孙学宏 +1 位作者 庞丹旭 刘丽萍 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2954-2959,共6页

频谱资源紧缺已成为无线通信技术发展的瓶颈.本文通过控制阵元间馈电相位差将轨道角动量(orbital angular momentum)技术应用于阵列天线中,利用L型探针馈电微带贴片天线沿圆周等距排列设计出一种工作频段在1.35GHz^1.86GHz,相对带宽达到... 频谱资源紧缺已成为无线通信技术发展的瓶颈.本文通过控制阵元间馈电相位差将轨道角动量(orbital angular momentum)技术应用于阵列天线中,利用L型探针馈电微带贴片天线沿圆周等距排列设计出一种工作频段在1.35GHz^1.86GHz,相对带宽达到31.8%的8阵元涡旋电磁波宽频微带天线.仿真实验表明,该天线可以产生具有多模态轨道角动量的涡旋电磁波,当用于移动通信系统的发射端,它能够实现在同一时间、同一频率下的多路信号传输,提高了系统的容量和传输速率. 展开更多

关键词 轨道角动量 L波段 阵列天线 宽频 涡旋电磁波 频谱效率

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于角多普勒效应的自旋目标微动特征提取 被引量：5

11

作者 李瑞 李开明 +2 位作者 张群 梁佳 罗迎 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期547-554,共8页

携带有轨道角动量(OAM)的涡旋电磁(EM)波在雷达应用领域已经受到了广泛关注,利用涡旋电磁波,不仅可以观测到目标的线多普勒频移,还能够获取角多普勒频移信息。基于角多普勒效应,涡旋电磁波雷达具有检测垂直于径向运动分量的能力,可以实... 携带有轨道角动量(OAM)的涡旋电磁(EM)波在雷达应用领域已经受到了广泛关注,利用涡旋电磁波,不仅可以观测到目标的线多普勒频移,还能够获取角多普勒频移信息。基于角多普勒效应,涡旋电磁波雷达具有检测垂直于径向运动分量的能力,可以实现对自旋目标微动特征的提取。首先,该文建立直角坐标系下角多普勒频移的参数化模型,给出了涡旋电磁波雷达、目标运动参数与角多普勒频移之间的定量关系描述。其次,当目标自旋轨迹垂直雷达视线(LOS)方向时,对获取的角多普勒频移信息进行分析,并提取了自旋目标微动特征。最后,通过仿真实验验证了所提方法的有效性和分析的准确性。 展开更多

关键词 角多普勒效应 自旋目标 微动特征 涡旋电磁波 轨道角动量

在线阅读 下载PDF 职称材料

激发涡旋电磁波的同相位馈电圆形天线阵设计 被引量：5

12

作者 邓联文 罗衡 +1 位作者 姜泽锋 黄生祥 《微波学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期26-30,共5页

现有的线极化天线单元组成的圆形天线阵要激发涡旋电磁波,需对天线阵进行等相位差馈电,馈电网络结构较复杂。文中首先从理论上探讨利用圆极化天线单元组成的圆形天线阵产生涡旋电磁波的可能性,基于圆极化波传播特性,通过旋转圆极化天线... 现有的线极化天线单元组成的圆形天线阵要激发涡旋电磁波,需对天线阵进行等相位差馈电,馈电网络结构较复杂。文中首先从理论上探讨利用圆极化天线单元组成的圆形天线阵产生涡旋电磁波的可能性,基于圆极化波传播特性,通过旋转圆极化天线单元而使相邻天线单元的远区辐射场产生相位差,导出圆形天线阵远场区的电磁辐射公式,论证圆极化的圆形天线阵在同相位馈电时能产生涡旋电磁波束。进而,以8个天线单元构成的圆形天线阵为例进行仿真验证。结果表明,通过合理的天线单元角度分布替代移相器模块功能,只需使用相同相位的馈电端口就能产生l=0,±1,±2,±3七种模式的轨道角动量,这种新型轨道角动量激发技术有效提升了馈电网络设计的灵活性。 展开更多

关键词 涡旋电磁波 轨道角动量 圆极化 同相位馈电 天线阵

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于CST的涡旋电磁波虚拟仿真实验教学案例探讨 被引量：6

13

作者 司黎明 徐浩阳 +1 位作者 薛正辉 丁军 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2023年第6期199-202,221,共5页

用CST全波电磁仿真软件实现涡旋电磁波的虚拟仿真实验,给学生提供抽象概念的直观理解。实验以全波电磁仿真软件CST为工具,研究了涡旋电磁波这种抽象难懂的电磁波传播现象,并结合Python语言对仿真结果进行处理,获得了直观形象的教学效果... 用CST全波电磁仿真软件实现涡旋电磁波的虚拟仿真实验,给学生提供抽象概念的直观理解。实验以全波电磁仿真软件CST为工具,研究了涡旋电磁波这种抽象难懂的电磁波传播现象,并结合Python语言对仿真结果进行处理,获得了直观形象的教学效果,有利于学生对电磁波基本概念的掌握,了解当前电磁场与电磁波领域的科技前沿,提高综合素质。 展开更多

关键词 电磁场与电磁波 涡旋电磁波 轨道角动量 虚拟仿真

在线阅读 下载PDF 职称材料

Ku/K波段双频涡旋电磁阵列天线设计 被引量：6

14

作者 方路平 马誉尧 +1 位作者 林珏伟 周守利 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期87-91,共5页

涡旋电磁波具有携带轨道角动量的特性,利用这一特性,采用涡旋电磁波作为信号的载体,可以实现同一时间、同一频段的多路信号传输,极大地提高系统容量和频带利用率。以同轴馈电的半圆型开槽微带天线为单元,设计出了一种能工作在Ku波段和K... 涡旋电磁波具有携带轨道角动量的特性,利用这一特性,采用涡旋电磁波作为信号的载体,可以实现同一时间、同一频段的多路信号传输,极大地提高系统容量和频带利用率。以同轴馈电的半圆型开槽微带天线为单元,设计出了一种能工作在Ku波段和K波段的涡旋电磁阵列天线。使用三维电磁场仿真软件建模并且优化参数,最终得到在中心频率分别为17.1GHz和19.7GHz时,阵列天线产生的电磁波携带有轨道角动量。结论表明:该阵列天线能够产生双频涡旋电磁波。 展开更多

关键词 双频 半圆型开槽 轨道角动量 涡旋电磁波 微带阵天线

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种基于多模态OAM波束的目标特征智能识别方法 被引量：5

15

作者 周宁宁 朱士涛 +2 位作者 年毅恒 田春明 张安学 《雷达学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第5期760-772,共13页

高效率目标探测需要借助探测信号的低相关性空间调制,调制数量大且具有时间独立性。携带轨道角动量(OAM)的涡旋波束具有无穷多种模态且不同模态之间相互正交,借助强色散材料可以实现频率域的多模态OAM波束产生。该文首先对OAM的传播特... 高效率目标探测需要借助探测信号的低相关性空间调制,调制数量大且具有时间独立性。携带轨道角动量(OAM)的涡旋波束具有无穷多种模态且不同模态之间相互正交,借助强色散材料可以实现频率域的多模态OAM波束产生。该文首先对OAM的传播特性进行推导,给出了符合探测需求的多模态OAM波束源特征;在此基础上,研究了不同模态的OAM波束在3种不同应用场景下目标反射回波信号特性,采用卷积神经网络对不同反射场景下的数据特征进行提取,实现了对未知场景的判断及场景内的目标识别,并进行了抗噪性能分析。实验结果表明:理想状态下,网络对目标场景判断的准确率可达97:5%;各反射场景中的两个相邻目标的间隔大于某一阈值时,网络对目标位置的识别准确率均高于80%。但目标识别效果有环境依赖性,当SNR<20 dB时,3种场景内的目标识别准确率均大幅降低。 展开更多

关键词 空间调制 轨道角动量(OAM) 多模态涡旋电磁波 卷积神经网络 特征提取 目标识别

在线阅读 下载PDF 职称材料

涡旋电磁波旋转多普勒效应研究进展 被引量：4

16

作者 郭忠义 汪彦哲 +1 位作者 王运来 郭凯 《雷达学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第5期725-739,共15页

依据多普勒效应,传统雷达可以实现对运动目标探测,但是在对旋转目标的角向运动趋势感知存在检测盲区。涡旋电磁波的旋转多普勒效应的发现,因有助于解决直视下的旋转目标的角向运动趋势感知问题,引起了国内外研究人员的广泛关注。该文主... 依据多普勒效应,传统雷达可以实现对运动目标探测,但是在对旋转目标的角向运动趋势感知存在检测盲区。涡旋电磁波的旋转多普勒效应的发现,因有助于解决直视下的旋转目标的角向运动趋势感知问题,引起了国内外研究人员的广泛关注。该文主要介绍了近年来涡旋电磁波旋转多普勒效应的研究进展,特别是微波波段的相关研究成果,包括目标在准轴和非准轴状况下的旋转多普勒效应研究,复杂运动条件下的径向多普勒、微多普勒和旋转多普勒效应的解耦合研究,以及旋转多普勒效应在雷达成像和测速中的应用研究。同时,该文也对该领域亟待解决的问题进行了总结分析,并对未来的研究方向及相关应用进行了展望。 展开更多

关键词 涡旋电磁波 旋转多普勒效应 轨道角动量 旋转目标检测

在线阅读 下载PDF 职称材料

涡旋电磁波的理论与应用研究进展 被引量：22

17

作者 李龙 薛皓 冯强 《微波学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期1-12,共12页

无线电技术因实现对信息的快捷传输而蓬勃发展,时至今日,不断增多的通信业务使得不可再生的频谱资源日益紧缺,通信速率也已趋于香农定理的极限。涡旋电磁波（简称涡旋波）因携带有轨道角动量（Orbital Angular Momentum,OAM）而体现出... 无线电技术因实现对信息的快捷传输而蓬勃发展,时至今日,不断增多的通信业务使得不可再生的频谱资源日益紧缺,通信速率也已趋于香农定理的极限。涡旋电磁波（简称涡旋波）因携带有轨道角动量（Orbital Angular Momentum,OAM）而体现出新的自由度,理论上在任意频率下都具有无穷多种互不干扰的正交模态,在通信领域有望提升频谱效率与通信容量,在雷达成像领域也体现出提高分辨率的潜力,逐渐成为研究热点。基于此,本文通过调研,概述了涡旋波的理论研究进展;阐述了涡旋波产生、传输、接收等传播链路的研究方法;介绍了涡旋波在无线通信领域与雷达成像领域的应用现状;总结了涡旋波在目前发展中面临的关键问题,并指出其未来研究与发展的方向。 展开更多

关键词 轨道角动量 涡旋波 涡旋波的传播链路 涡旋波通信系统 涡旋波雷达成像

在线阅读 下载PDF 职称材料

宽频多模态涡旋电磁波超表面设计 被引量：2

18

作者 郝宏刚 郑森 +1 位作者 唐逸豪 冉雪红 《微波学报》 CSCD 北大核心 2021年第5期63-67,共5页

针对超表面产生OAM(轨道角动量)涡旋电磁波模态单一的问题,提出了一种宽频带多波束多模态OAM波束超表面的设计方法。采用方形开口环结构,优化几何参数,通过开口尺寸的变化构建8个3-bit数字编码单元。利用矢量叠加原理,由产生单一模态OA... 针对超表面产生OAM(轨道角动量)涡旋电磁波模态单一的问题,提出了一种宽频带多波束多模态OAM波束超表面的设计方法。采用方形开口环结构,优化几何参数,通过开口尺寸的变化构建8个3-bit数字编码单元。利用矢量叠加原理,由产生单一模态OAM波束所需的相移得到多模态涡旋波束的超表面相位分布。采用天线阵列理论可直接求得超表面的远场方向图,并与全波仿真结果进行对比。研究结果表明,利用该方法设计的超表面,能够同时生成多个OAM波束,并且每个波束的辐射方向和OAM模态可根据实际需求进行设定。设计的超表面还具有电尺寸小、剖面低和工作频带宽等优点,在无线通信领域具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 涡旋电磁波 轨道角动量 编码超表面 多波束 多模态

在线阅读 下载PDF 职称材料

涡旋雷达成像技术研究进展

19

作者 郭忠义 王运来 +1 位作者 汪彦哲 郭凯 《雷达学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第5期665-679,共15页

涡旋电磁波,因携带有轨道角动量(OAM),从而具有螺旋状的波前结构。相比于平面波,涡旋电磁波在进行雷达成像时,回波信号中将包含有目标的方位向信息,所以这种电磁波在雷达探测和成像领域中展现出了巨大的应用潜力,有望成为新体制雷达的... 涡旋电磁波,因携带有轨道角动量(OAM),从而具有螺旋状的波前结构。相比于平面波,涡旋电磁波在进行雷达成像时,回波信号中将包含有目标的方位向信息,所以这种电磁波在雷达探测和成像领域中展现出了巨大的应用潜力,有望成为新体制雷达的发展方向。该文主要介绍近年来涡旋雷达成像技术的研究进展,首先介绍了涡旋电磁波的特征和使用均匀圆形阵列进行雷达成像的原理,然后按照涡旋雷达成像模型、涡旋雷达凝视成像算法和涡旋雷达运动成像3种研究方向综述了涡旋雷达成像技术的发展历程和研究现状。最后,对涡旋电磁波在雷达成像中的发展前景进行了展望,并指出未来涡旋雷达成像发展的一些关键的科学问题和趋势。 展开更多

关键词 涡旋电磁波 轨道角动量 涡旋雷达成像 新体制雷达 均匀圆形阵列

在线阅读 下载PDF 职称材料

涡旋电磁波的大气湍流相位畸变校正方法

20

作者 杨帆 赵恒凯 《微波学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期45-50,共6页

自由空间传输的涡旋电磁波不可避免地受到大气湍流的干扰,使其螺旋相位发生畸变。为了对抗大气湍流的影响,可以使用相位恢复算法进行校正。文中提出一种改进的Gerchberg-Saxton(GS)相位恢复算法,通过引入优化方向因子,有效地克服了传统G... 自由空间传输的涡旋电磁波不可避免地受到大气湍流的干扰,使其螺旋相位发生畸变。为了对抗大气湍流的影响,可以使用相位恢复算法进行校正。文中提出一种改进的Gerchberg-Saxton(GS)相位恢复算法,通过引入优化方向因子,有效地克服了传统GS相位恢复算法陷入局部极小值的困境。随机相位屏的模拟实验结果显示,改进的GS相位恢复算法具有更好的校正效果,根据相对均方根误差评估指标,改进的GS相位恢复算法比传统GS算法改善了35.09%,相比未使用相位恢复算法则改善了64.72%。 展开更多

关键词 涡旋电磁波 大气湍流 Gerchberg-Saxton算法

在线阅读 下载PDF 职称材料