基于渦旋電磁波的大容量傳輸天饋設(shè)計(jì)
電子技術(shù)應(yīng)用 2023年7期
張德智1，田震1，馮強(qiáng)2，李金龍1
（1.中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院，北京 100076；2.西安電子科技大學(xué) 電子工程學(xué)院，陜西 西安 710071）
摘要： 渦旋電磁波不同軌道角動(dòng)量（OAM）模態(tài)的正交性可以作為新的信息復(fù)用維度進(jìn)一步提升系統(tǒng)通信容量。設(shè)計(jì)了一種基于雙環(huán)圓形陣列的渦旋電磁天饋系統(tǒng)，可同時(shí)產(chǎn)生±1、±2四模態(tài)渦旋電磁信號(hào)。暗室測試及系統(tǒng)聯(lián)試結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的天饋系統(tǒng)模態(tài)間隔離度好，可完成4路同頻BPSK數(shù)傳信號(hào)的同時(shí)傳輸且無誤碼，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)通信容量的提升。
中圖分類號(hào)：TN82
文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223495
中文引用格式： 張德智，田震，馮強(qiáng)，等. 基于渦旋電磁波的大容量傳輸天饋設(shè)計(jì)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2023，49(7)：1-6.
英文引用格式： Zhang Dezhi，Tian Zhen，F(xiàn)eng Qiang，et al. Design of hybrid mode transmission antenna on vortex electromagnetic wave[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(7)：1-6.
文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223495
中文引用格式： 張德智，田震，馮強(qiáng)，等. 基于渦旋電磁波的大容量傳輸天饋設(shè)計(jì)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2023，49(7)：1-6.
英文引用格式： Zhang Dezhi，Tian Zhen，F(xiàn)eng Qiang，et al. Design of hybrid mode transmission antenna on vortex electromagnetic wave[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(7)：1-6.
Design of hybrid mode transmission antenna on vortex electromagnetic wave
Zhang Dezhi1，Tian Zhen1，F(xiàn)eng Qiang2，Li Jinlong1
(1.China Academy of Launch Vehicle Technology， Beijing 100076， China； 2.School of Electronic Engineering， Xidian University， Xi′an 710071， China)
Abstract： The orthogonality of different orbital angular momentum (OAM) modes of vortex electromagnetic wave can be used as a new dimension of information muti-use freedom to further improve the communication capacity. A vortex electromagnetic antenna system based on double uniform circular array is designed, which can generate ± 1 and ± 2 four mode vortex electromagnetic signals at the same time. The results of anechoic chamber test and system test show that the designed antenna system has well isolation between different modes, completes the data transmission of four BPSK signals without error code, and achieves significant improvement of system communication capacity.
Key words : vortex electromagnetic wave；hybrid mode；antenna system
0 引言
渦旋電磁波是一種攜帶有軌道角動(dòng)量（Orbital Angular Momentum, OAM）的電磁波，同常見的平面電磁波相比，其表達(dá)式具有的相位因子，其中的為渦旋波的模態(tài)值，為空間方位角，因此具有螺旋狀等相位面分布。當(dāng)渦旋電磁波的OAM模態(tài)不同時(shí)，各個(gè)攜帶不同OAM模態(tài)的渦旋電磁波將相互正交，相當(dāng)于增加了一個(gè)新的信息復(fù)用維度，這一新穎特性使得渦旋電磁波在無線通信、雷達(dá)探測等領(lǐng)域體現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力。
環(huán)形陣列天線是較常用的產(chǎn)生渦旋電磁波的方式，但現(xiàn)有已公布的論文中設(shè)計(jì)的天線,大多只能生成單一模態(tài)或分時(shí)生成多OAM渦旋模態(tài) ；通過多層均勻圓形陣列天線可以實(shí)現(xiàn)多模態(tài)的渦旋波，但天線的尺寸較大且多渦旋模態(tài)生成效率較低。本文提出一種改進(jìn)的雙環(huán)圓形陣列的渦旋電磁天饋系統(tǒng)，通過交替排布陣元的相位分布，可同時(shí)產(chǎn)生4模態(tài)的渦旋電磁信號(hào)。
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作者信息：
張德智1，田震1，馮強(qiáng)2，李金龍1
（1.中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院，北京 100076；2.西安電子科技大學(xué) 電子工程學(xué)院，陜西 西安 710071）
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