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太赫兹轨道角动量一、引言太赫兹（THz）波段是电磁波谱中位于微波和红外之间的一段频率范围，对于科学研究和工业应用具有重要意义。
太赫兹波在材料分析、生物医学、通信等领域展现出了广阔的应用前景。
与此同时，在太赫兹领域中，轨道角动量（OrbitalAngular Momentum, OAM）也逐渐引起了研究者们的关注。
本文将详细介绍太赫兹波的概念、特性以及相关的轨道角动量理论。
二、太赫兹波的概念和特性太赫兹波是指频率范围在0.1-10 THz之间的电磁辐射。
这一波段的特性使得太赫兹波不受电离作用的影响，具有很强的穿透力和较高的空间分辨率。
太赫兹波在材料的结构和化学特性分析、生物组织成像、无损检测等领域具有广泛的应用潜力。
太赫兹波的产生方式有多种，包括激光光源产生和电子加速器产生。
其中，激光光源产生的太赫兹波具有较窄的光谱带宽，适合用于高分辨率的光谱分析；而电子加速器产生的太赫兹波光谱带宽较宽，适合用于大面积的成像应用。
太赫兹波在纳米尺寸的结构和超快现象研究中具有独特的优势。
与传统的红外和微波波段相比，太赫兹波的波长相对较长，在结构尺寸为纳米级别的材料中表现出明显的光学特性。
此外，太赫兹波的时域特性也使其成为研究超快现象的有力工具。
三、轨道角动量的基本理论轨道角动量是波动现象中广泛存在的一种性质，它描述了光波传播时具有的角动量。
在光学领域中，轨道角动量可以分为两种类型：自旋角动量和轨道角动量。
轨道角动量是指光束围绕着前进方向的旋转运动所带有的角动量，其大小和方向与光束的角动量矢量分布密切相关。
轨道角动量的大小由以下公式给出：L = mωr²其中，L表示轨道角动量的大小，m表示光束的模式数，ω表示光束的角频率，r表示光束的横截面半径。
可以看出，轨道角动量的大小由光束的模式数、角频率和横截面半径共同决定。
四、太赫兹波的轨道角动量太赫兹波在波束中的轨道角动量可通过光波的空间分布来描述。
具体而言，轨道角动量可以通过光波的波前相位分布来计算。
基于轨道角动量波导光纤高效耦合引言随着信息技术的不断发展，光通信技术作为一种高速、高带宽的通信方式备受关注。
在光通信领域中，光纤的高效耦合是实现高速、低损耗传输的重要环节之一。
而轨道角动量波导光纤在光纤通信中的应用日益广泛，其可以实现光信号的高效控制和调制。
本文将详细探讨基于轨道角动量波导光纤的高效耦合方法及其在光通信中的应用。
轨道角动量波导光纤简介什么是轨道角动量波导光纤轨道角动量波导光纤是一种具有特殊光传播特性的光纤。
与传统的模场光纤不同，轨道角动量波导光纤中的光束可以携带自旋和轨道角动量，使传输信息更加灵活多样。
轨道角动量波导光纤的特点1.高容量传输：轨道角动量波导光纤可以通过调节自旋和轨道角动量，实现多路复用和多维编码，提高传输容量。
2.低耦合损耗：轨道角动量波导光纤中的光束可以与光纤之间实现高效耦合，降低损耗。
3.高抗干扰能力：轨道角动量波导光纤可以通过调节自旋和轨道角动量，实现信息的隐藏和保护，提高抗干扰能力。
轨道角动量波导光纤的高效耦合方法直接耦合法直接耦合法是一种常用的轨道角动量波导光纤的高效耦合方法。
该方法通过调节输入光束的自旋和轨道角动量，使其与光纤之间的模场高度匹配，实现高效耦合。
1.调节输入光束的自旋：通过调节输入光束的偏振状态，可以改变光束的自旋，使其与光纤之间的模场匹配。
2.调节输入光束的轨道角动量：通过使用特殊设计的光学元件，可以改变输入光束的轨道角动量，使其与光纤之间的模场匹配。
光学棒法光学棒法是另一种常用的轨道角动量波导光纤的高效耦合方法。
该方法通过使用光学棒，将输入光束转换成轨道角动量波导模式，实现高效耦合。
1.制备光学棒：首先，需要制备一根具有特殊结构的光学棒，该光学棒能够将输入光束转换成轨道角动量波导模式。
2.光束转换：将需要耦合的光束通过光学棒，利用其特殊结构，使其转换成轨道角动量波导模式。
3.耦合效率调节：通过调节光学棒的结构参数，可以进一步提高耦合效率。
使用石墨烯的超宽带轨道角动量螺旋天线设计
李建晟;王全全;王国庆;宛汀
【期刊名称】《电子测量技术》
【年(卷),期】2024(47)3
【摘要】轨道角动量涡旋波束各个模态之间相互正交,可以很好地解决频谱资源紧张的问题。
针对目前轨道角动量天线普遍存在带宽较窄的问题,设计了一种太赫兹
频段的超宽带轨道角动量四臂螺旋天线。
研究了馈电端口之间连续相位差与生成模态之间的关系,使用了一种石墨烯双环结构并通过调整优化天线的的结构尺寸来提
高天线的性能。
实验结果表明,通过简单调整馈电相位差,就能够产生模态数为0、1、2和3的涡旋波,并且不同模态下天线的增益均在7.5dBi以上。
同时所设计的天线绝对带宽达到了8.85THz,在中心频率6THz处其相对带宽可以达到147%,S11为-50dB,与传统天线相比改善较大,为太赫兹频段的模态复用提供了一定的现实意义。
【总页数】5页(P19-23)
【作者】李建晟;王全全;王国庆;宛汀
【作者单位】南京邮电大学通信与信息工程学院;南京邮电大学波特兰学院;金篆信
科有限责任公司南京分公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN827.1
【相关文献】
1.C波段携轨道角动量螺旋波微带阵天线设计
2.基于石墨烯振幅可调的宽带类电磁诱导透明r超材料设计
3.基于石墨烯光电特性的超宽带可调超材料吸波体设计
4.基于石墨烯超表面天线的太赫兹动态相位调控及波束扫描
5.基于石墨烯和二氧化钒的双重可调谐宽带超材料吸收器
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光轨道角动量的研究意义以光轨道角动量的研究意义为标题，我们来探讨一下光轨道角动量的相关内容。
光轨道角动量是指光子在传播过程中所具有的自旋和轨道角动量。
光子是光的最基本单位，它既可以作为粒子，也可以作为波动。
光轨道角动量的研究对于深入理解光的本质和光与物质相互作用具有重要意义。
光轨道角动量的研究对于光通信技术的发展具有重要意义。
光通信是一种高速、大容量的通信方式，已经成为现代信息传输的重要手段。
光轨道角动量可以用来增加光信号的传输容量，提高信息传输速率，进一步推动光通信技术的发展。
光轨道角动量的研究对于光学显微镜的分辨率提升有着重要作用。
传统的光学显微镜受到折射极限的限制，分辨率有一定的限制。
而利用光轨道角动量可以实现超分辨率显微镜，克服了传统显微镜的分辨率限制，可以观察到更小的细节结构，对于生物医学研究和纳米科学等领域具有重要意义。
光轨道角动量的研究也对于光学陷阱和操控微粒具有重要意义。
光学陷阱是一种利用光的力对微粒进行操控的技术，可以实现对微粒的定位、操纵和旋转等操作。
光轨道角动量可以用来设计和优化光学陷阱，提高微粒的操控精度和效率，对于微纳技术和生物物理学的研究有着重要的应用价值。
光轨道角动量的研究还可以用于光学信息存储和量子计算等领域。
光学信息存储是一种利用光的特性进行信息存储和读取的技术，光轨道角动量可以提高存储容量和数据传输速率，有助于实现更高效的光学信息存储系统。
量子计算是一种利用量子力学规律进行计算的新型计算方式，光轨道角动量可以用来构建量子比特，实现量子计算中的逻辑门操作，具有重要的理论和实践意义。
光轨道角动量的研究对于光通信技术、光学显微镜、光学陷阱、光学信息存储和量子计算等领域具有重要意义。
通过深入研究光轨道角动量的特性和应用，可以推动光学科学和光学技术的发展，拓展光学应用的领域，为人类社会的进步和发展做出贡献。
希望未来能够有更多的科学家和工程师投身于光轨道角动量的研究，开创出更多的科研成果和应用创新。
生成轨道角动量的紧凑型圆极化圆环组贴片天线陈思宇;熊丽;黄铭【摘要】可用于无线通信具有轨道角动量(OAM)的涡旋电磁波因其可在同一频率上同时传输多个信号而备受关注.然而,大多数产生OAM的方法结构较复杂或成本较高.文中创新性地提出一种产生OAM由三个圆环形贴片组成的贴片天线,这种圆环组贴片天线要优于之前提出过的相控天线阵列等,它结构简易紧凑且易于实现,较大地节约了经济成本.每个圆环贴片都可产生不同特定模式的圆极化电磁波,通过不同模式电磁波的组合进而产生具有OAM的涡旋电磁波.在对所提出的圆环组贴片天线进行理论分析的基础上,通过模拟仿真得到的结果比较理想,进而验证了该圆环组贴片天线的创新性.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2019(042)013【总页数】5页(P28-32)【关键词】无线通信;轨道角动量;多信号传输;圆环组贴片天线;理论分析;涡旋电磁波【作者】陈思宇;熊丽;黄铭【作者单位】云南大学信息学院,云南昆明 650500;云南大学信息学院,云南昆明650500;云南大学信息学院,云南昆明 650500【正文语种】中文【中图分类】TN827+.1-340 引言现如今，为了提供更多的容量和支持多种宽带业务，在无线通信领域里扩大频谱资源是一种不可避免的趋势。
随着电信技术的发展与进步，出现了许多提高频谱效率的技术，例如，正交频分复用（OFDM）技术等。
除了上述方法之外，最近还提出一种基于携带有轨道角动量（Orbital Angular Momentum，OAM）的涡旋电磁波的新方法。
由于每个拓扑荷OAM 本征态模式之间都是正交和独立的，因而在未来通信方式中，可通过在传播的涡旋电磁波中创建多个分立频道来同时传输多个信号，因此OAM 具有在同频率下同时传输多路信号而减小模式间串扰的巨大潜力[1]。
由于电磁波具有波粒二象性，因此电磁波同时具有线动量和角动量，而角动量又分为代表偏振态的自旋角动量（SAM）和代表场在空间中的相位和幅度分布的轨道角动量（OAM）。
• 99•作为5G无线通信系统关键技术之一的毫米波大规模MIMO 天线技术，还没有在已经落地的5G无线移动通信系统中得到应用，还需要继续进行深入的研究。
本文对5G无线移动通信系统中的毫米波MIMO天线的概念、特点、优势、技术难点等做一个较为全面的综述性研究，为相关从业人员进行深入的研究提供一些参考。
引言：随着中国5G运营牌照的发放，5G相关技术已经基本成熟，即人们能够享受到极速无线移动通信的日子即将到来。
5G无线移动通信之前，期中的4代无线移动通信都是不断地满足人们通信的便捷性，4G无线移动通信也只是在移动互联网和及时可视化通信方面得到拓展。
而第五代无线通信系统则完全不同，其高速率、低延时和大容量三个特性，足以将酝酿多年信息技术为首的科技革命彻底引爆，在社会掀起一场新的信息科技革命。
以上述三个特性为支撑的，5G 无线通信系统可以为任何新的智能场景提供数据传输服务。
5G无线移动通信的主要特色在于能够实现物或者机器间的连接，即万物互联。
未来机器间的数据传输量将远远超过人与人间的通信。
但是5G无线通信系统的建设并不会很快完成，能够满足人们预期甚至超出预期的应用场景所需依赖的5G无线通信系统当前还没有完成，目前主要还是为了满足手持智能终端的功能扩展，因为部分关键技术还没有成熟，需要继续研究，比如5G无线移动通信系统中的毫米波通信技术。
毫米波一种波长比较短的电磁波，波长范围在1毫米到10毫米之间，频率范围为30 GHz到300 GHz。
但是，通常将20 GHz左右的电磁波也称为毫米波。
电磁波在自由空间中的传播特性与电磁波的波长有很大关系，不同波长的电磁波在空间传播过程中，散射特性、波的衰减速度、遇到障碍物的绕射性能等都不相同。
到现在为止，毫米波通信还没有在民用系统中得到普及，在军用系统中已经得到了较为广泛的应用，比如毫米波雷达。
5G无线移动通信将毫米波无线通信作为其关键技术之一，另一个关键技术为大规模MIMO技术。
25所轨道角动量全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：轨道角动量是物理学中的一个重要概念，它在描述物体在运动中的旋转时扮演着至关重要的角色。
在许多物理学领域，如天体物理学、机械运动等方面，轨道角动量都被广泛地应用。
今天我们就来探讨下轨道角动量的概念以及与之相关的一些重要性质。
轨道角动量的概念最早是由古希腊物理学家阿基米德提出的。
他发现，当一个物体在运动时，它所具有的角动量并不只是由其自身的旋转决定的，还受到外部力矩的影响。
这就引入了轨道角动量的概念，它不仅包括了物体自身的旋转运动，还包括了它在外部力的作用下所产生的角动量。
在经典力学中，轨道角动量的定义可以用以下公式表示：L = r x p其中，L表示轨道角动量，r表示物体到转轴的距离，p表示物体的动量，x表示叉乘运算。
从这个公式可以看出，轨道角动量的大小取决于物体的动量和它距离转轴的距离。
在量子力学中，轨道角动量也具有重要的意义。
根据量子力学的理论，轨道角动量是一个量子数，它取离散值，分别对应于不同的轨道状态。
在原子物理学中，轨道角动量可以解释原子的电子轨道结构和化学性质。
此外，轨道角动量还与原子的光谱结构和磁性有着密切的联系。
轨道角动量在天体物理学中也扮演着重要的角色。
在行星运动、星际尘埃云的运动等现象中，轨道角动量的守恒性质发挥着关键作用。
通过研究天体的轨道角动量，科学家们可以更好地理解宇宙中各种物体之间的相互作用和运动规律。
除了以上提到的领域，轨道角动量还在许多其他物理学领域中得到应用，如机械运动中的角动量守恒定律、凝聚态物理学中的自旋角动量等等。
可以说，轨道角动量是一种普适性极强的物理量，它贯穿于整个物理学体系的方方面面。
在实际的物理实验中，如何测量和计算轨道角动量也是一个重要的课题。
通过观察物体运动的轨迹、测量其动量和距离等数据，科学家们可以得到物体的轨道角动量，并进一步探讨物体的运动规律和性质。
通过精确测量轨道角动量，科学家们可以验证理论模型的准确性，推动物理学知识的不断发展。
X波段宽频带多模轨道角动量天线仿真与设计
王文星;蒋洪林;杨晶晶;黄铭
【期刊名称】《强激光与粒子束》
【年(卷),期】2018(30)10
【摘要】轨道角动量作为一种新的、安全和高效利用频谱的传输复用方式引起了科学界的关注.基于均匀圆阵列,设计了一种工作在X波段的宽带多模轨道角动量天线.该天线由旋转排列的三角形均匀圆阵列组成,其特点是正负模式数的产生除了与馈电方式有关外,还与均匀圆阵中阵元的旋转方式相关.仿真结果表明,在X频段该天线-10 dB带宽范围为9.33～10.37 GHz,带宽达到1.04 GHz,总的效率为52％;在相同阵元数量的情况下,该天线产生的模式数多于矩形贴片天线.该天线具有馈电网络简单、带宽宽和模式数大等优点.
【总页数】6页(P16-21)
【作者】王文星;蒋洪林;杨晶晶;黄铭
【作者单位】云南大学无线创新实验室,昆明 650091;云南大学信息学院,昆明650091;红河州无线电管理办公室,云南蒙自 661199;云南大学无线创新实验室,昆明 650091;云南大学信息学院,昆明 650091;云南大学无线创新实验室,昆明650091;云南大学信息学院,昆明 650091
【正文语种】中文
【中图分类】TN92
【相关文献】
1.X波段高增益低副瓣微带阵列天线仿真设计 [J], 陈峰磊
2.X波段的圆极化微带共形阵天线的仿真与设计 [J], 裴畔;丁永红;尤文斌;马铁华
3.X波段金属背腔天线的设计与仿真 [J], 官伟
4.X波段高功率宽频带双螺旋反射阵列天线的设计 [J], 孔歌星;李相强;张健穹;王庆峰
5.探析定向宽/多频带无线通信天线的设计与应用 [J], 庆东植
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Ｒｅｖｉｅｗ ａｎｄ Ｃｏｍｍｅｎｔ 无线通信中的轨道角动量天线综述 党唯菜，朱永忠，余阳，张叶枫 （武警工程大学信息工程系，陕西西安７１００８６）
摘要：随着无线通信技术的飞速发展，射频频谱资源已日趋香农极限。轨道角动量（Ｏｒｂｉｔａｌ Ａｎｇｕｌａｒ Ｍｏｍｅｎｔｕｍ，ＯＡＭ） 理论上能提供无限多个正交信道，有效提高频谱利用率。介绍了ＯＡＭ的基本原理；综述了目前典型的ＯＡＭ天线种 类及其具体实现形式，着重分析其在增益、方向图、接收和解复用等方面的优缺点；最后梳理了目前各种天线存在 的共性问题，展望了下一步ＯＡＭ在无线通信领域可能的应用方向。 关键词：轨道角动量；天线；无线通信 中图分类号：ＴＮ９２９．５ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．１６１５７／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５８—７９９８．２０１７．０６．００８
中文引用格式：党唯菜，朱永忠，余阳，等．无线通信中的轨道角动量天线综述［Ｊ】．电子技术应用，２０１７，４３（６）：３３－３６，４４． 英文引用格式：Ｄａｎｇ Ｗｅｉｇｕｏ，Ｚｈｕ Ｙｏｎｇｚｈｏｎｇ，Ｙｕ Ｙａｎｇ，ｅｔ ａ１．Ａ ｓｕｒｖｅｙ ｏｎ ｏｒｂｉｔａｌ ａｎｇｕｌａｒ ｍｏｍｅｎｔｕｍ ａｎｔｅｎｎａｅ ｉｎ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕ— ｎｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，２０１７，４３（６）：３３—３６，４４．
Ａ ｓｕｒｖｅｙ ｏｎ ｏｒｂｉｔａｌ ａｎｇｕｌａｒ ｍｏｍｅｎｔｕｍ ａｎｔｅｎｎａｅ ｉｎ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｄａｎｇ Ｗｅｉｇｕｏ，Ｚｈｕ Ｙｏｎｇｚｈｏｎｇ，Ｙｕ Ｙａｎｇ，Ｚｈａｎｇ Ｙｅｆｅｎｇ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｅｏｐｌｅ ｓ Ａｒｍｅｄ Ｐｏｌｉｃｅ，Ｘｉ ａｎ ７１００８６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｉｎ ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｓ ｒｅａｃｈｉｎｇ Ｓｈａｎｎｏｎ Ｌｉｍｉｔ．Ｏｒｂｉｔａｌ ａｎｇｕｌａｒ ｍｏｍｅｎｔｕｍ（ＯＡＭ）ｃａｎ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ ｐｒｏｖｉｄｅ ｉｎｆｉｎｉｔｅ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ ｕｓｅ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｂａｓｉｃ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ＯＡＭ ｉｓ ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅｎ ｔｙｐｉｃａｌ ｆｏｒｍｓ ａｎｄ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＯＡＭ ａｎｔｅｎｎａｅ ａｒｅ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ，ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅｉｒ ｍｅｒｉｔｓ ａｎｄ ｄｒａｗｂａｃｋｓ ｉｎ ｇａｉｎ，ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎ，ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ａｎｄ ｄｅｍｕｈｉｐｌｅｘｉｎｇ ａｒｅ ｆｏｃｕｓｅｄ ｏｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｃｏｍｍｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｐｒｅｓｅｎｔ ＯＡＭ ａｎｔｅｎｎａｅ ａｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ａｎｄ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅｉｒ ａｐｐｌｉａｎｃｅ ｉｎ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｒｎ— ｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｎｅａｒ ｆｕｔｕｒｅ ｉＳ ｍａｄｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｏｒｂｉｔａｌ ａｎｇｕｌａｒ ｍｏｍｅｎｔｕｍ；ａｎｔｅｎｎａ；ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
０引言 近年来，为缓解频谱资源紧张与无线业务需求日益 增长之间的矛盾，各种无线电技术应运而生。其中，轨道 角动量（０ｒｂｉｔａｌ Ａｎｇｕｌａｒ Ｍｏｍｅｎｔｕｍ，ＯＡＭ）技术独辟蹊径， 将传统平面波扭曲成涡旋电磁波，利用不同模态涡旋电 磁波间的正交性增大无线通信容量，引起了学界的广泛 关注。 ＯＡＭ的存在虽早已被理论证明，但直至２１世纪初 才首先在光波段取得进展：１９０９年，Ｐｏｙｎｔｉｎｇ从理论预测 了电磁场角动量的力学效应；１９９２年，Ａｌｌｅｎ发现ＯＡＭ 是螺旋相位光束的自然属性；２００４年，Ｇｉｂｓｏｎ等人提出 利用光的不同模态可进行信息的独立调制和传输。随着 ＯＡＭ在光通信中的应用日趋成熟［２１以及射频频谱资源 １３趋饱和，该技术开始被应用于射频段。２０１１年，同频 带下不同ＯＡＭ模的两路信号在４４２ ｍ外被成功接收， 初步验证了ＯＡＭ提升信道容量的可行性【１】。虽然还存
在方向性欠佳、远距离接收困难等局限，但ＯＡＭ能极大 提升频谱利用率的可观前景仍使相关研究方兴未艾，相 应收发天线的设计也成为目前的重点。为此，本文综述 了典型的ＯＡＭ天线类型和具体实现形式，从实用角度 总结了其各自方向图、接收、解复用等方面的优缺点，指 出了ＯＡＭ天线目前存在的问题和解决方案，为下一步 的发展提供参考。 １ ＯＡＭ原理简介 长期以来，无线通信的信息调制主要基于电磁场的 线性动量，在时域、频域上进行。然而，如经典电动力学 理论所述，电磁场不但传播线性动量，也传播角动量．， （Ａｎｇｕｌａｒ Ｍｏｍｅｎｔｕｍ，ＡＭ）： ｒ ．，＝Ｉ ｓｏＢｘＲｅ｛ＥｘＢ ｝ｄＶ （１）
角动量．，由轨道角动量Ｌ和自旋角动量（Ｓｐｉｎ Ａｎｇｕｌａｒ Ｍｏｍｅｎｔｕｍ，ＳＡＭ）Ｓ构成：
基金项目：国家自然科学基金（６１３０２０５１）；陕西省自然科学基金（２０１２ＪＱ８０２６） 武警工程大学基础研究项目（ＷＪＹ２０１６０６）
《电子技术应用》２０１７年第４３卷第６期 ３３ 综述与评论 Ｒｅｖｉｅｗ ａｎｄ Ｃｏｍｍｅｎｔ Ｊ＝Ｌ＋Ｓ （２１ 表示电子的自旋，与极化相关；Ｌ Ｉ太，Ｊ÷Ｉ乜予绕传 播轴旋转， Ｅ使电磁波的相位波前呈涡旋状 、ｊ ＩＩ一： ｆ — Ｌ＝８ｔ Ｒｅ｛ｉ Ｅ （Ｌ·Ａ））（ｉ （３）
ｓ＝ ｊ Ｒｅ｛Ｅ ×Ａ｝《ＩＶ （４） 其 Ｉ一，Ｌ＝一ｉ（，．× ）为轨道角动量算 ，ｊ为虚数 化，Ａ 为ｌ，人 位函数．． 有ＯＡＭ的涡旋电嗽波场 町 示 为： （／（ｒ）＝４（ｒ） （５） 其１Ｉｔ． ４（ｒ）为电磁波的幅值．ｒ表示刨波 Ｉ１． 轴线的辐 射 离；ｔ 为卡【ｉ位旋转因子， 为方 『ｆＪ， 数，为ＯＡＭ 使值 旧，的（）ＡＭ波守 结构不¨，¨．卡¨ ｛：Ｊ卜交，提 供Ｊ’频域、时域之外的令新复ｆ｝ｊ Ｆ｛Ｉｌ１度 【ｆｉｆ波和『＿ｌ 的（）ＡＭ波的等卡【Ｉ他【［【『如 ｌ所示 模为，的（）ＡＭ波， 绕传输轴旋转一 ，ｌ卡Ｈ位波前进２盯』
叼
ｌ 同渡【左）和ｌ＝１的０ＡＭ波ｆ ）的等州位 ２轨道角动量天线的常见形式 ２．１螺旋相位板天线（Ｓｐｉｒａｌ Ｐｈａｓｅ Ｐｌａｔｅ。ＳＰＰ） 此种人线通过螺旋状的空问结恂．于儿曲入射平 电 磁波的卡¨他波前，引入相位因子，使反９１ｊ或透射波成为 涡旋电磁波 Ｓｔ Ｐ求意 如图２所，Ｊ÷．这种力‘法ｆ『接源 于光波段，足最 用于产牛射频０ＡＭ波的方法通过改 变螺旋中¨化板阶梯高度△＾，口ｆ以产，Ｉｉ多种卡｝ｌ态 ，： Ａｂ＝ＩＡ／（ｎ—１） （６） ｌｆＪ，ｌ为（）ＡＭ模值，Ａ是透射波波Ｋ．『Ｊ足十｝】化板材料 折射牟 ｌｔｌ于很难得到连续平滑的 阶梯螺旋，实际ｌ｝ｌ 多采川多阶梯十｝｛位板的近似形式 此外，Ｓ１）Ｉ】还仃一千叶１ 多孔结构 多扎型卡Ｉｊ化板具有随方位『ｆＪ 变化的孔密度 分布，从而引起介电常数的变化，引入随 变化的卡ＩＩ位 延迟 实验发现，类似于ＳＰＰ用几何结构ｆｊｌ入螺旋卡ｆＩ位
３４ 波
撕｜．－
罔２ ＳＩ Ｐ示意网 欢迎网上投稿ＷＷＷ．ＣｈｉｎａＡＥＴ．ｔｏｍ
的原理， 轴向模螺旋＿火线馈电的普通抛物面天线，也 口ｒ产生单模ＯＡＭ波 Ｉ 当模数较高时，△＾较人，ＳＩ Ｐ的加工难度增大，尤其 是靠近传播轴的网心部分、一乖ｆ，模块化的ＳＰＰ由分别加 Ｔ的独立模块拼接起来１ ４Ｉ，精发较好，实现ｒ ｌ００ ＧＨｚ上 ２＝±１０的ＯＡＭ波传输 、 前，已有一种多 道Ｓ１）『）无线传输系统 Ｉ使Ｈｊ ５ 个ＳＰＰ，实现了３２ Ｇｂｉｉ／ｓ的总传输速率 ＳＰＰ产乍ＯＡＭ 波原理简单，成本较低， 复ＪｔＪ、解复川不够方便，且波 束能 分散，难以远趴离传输 ２．２透射光栅天线 此种天线采取类似十ＳＰＰ的思路，刚透射光栅将平 面波变为ＯＡＭ波。川汁 机仿真出所需０ＡＭ模的相 位Ｔ涉 案后，再根挑仿 数据即Ｉ１Ｉ钻划出卡Ｈ啦的介 质光栅 ２．３阵列天线 ２．３。１等距圆阵（Ｕｎ＿ｆｏｒｍ Ｃｉｒｃｕｌａｒ Ａｒｒａｙ，ＵＣＡ） 产， ＯＡＭ波的等距恻阵包含，ｖ个等距分布 圆周 的相同阵元，相邻阵元Ｊ｝＋ｉ等幅、卡¨位差为△ ＝２￣ｒｌｌＮ 的激厂肋馈电，ｆ为０ＡＭ模数，一Ｎ／２＜Ｉ＜Ｎ／２ 在 周上，随 着 从Ｏ到２ｒｒ，Ｎ个阵冗共引入２丌Ｚ的卡ｆＪ位差，形成螺 旋形的相他波前。２０ｌＯ年，ＪＩ 是甚于ＵＣＡ，Ｍｏｈａｌｍｎｄａｄｉ 等人苗 次系统地讨论ｒ Ｊ ：生射频ＯＡＭ的方法 １。Ｆ１前 ＵＣＡ仍是（）ＡＭ天线的主 纳卡勾之一 ．ＵＣＡ的一般形式 曳ｆ】 ３所示。
罔３ ＵＣＡ的 般形』 ＵＣＡ曲主瓣呈义波束的形式 随着传输距离增加，能 超迅速分散，使ＯＡＭ波接收 难 、埘此，经理沦证叫．一种 偏角孔径接收（Ｐａｒｔｉａｌ Ａｎｇｕｈｎ‘Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ，ＰＡＡＲ） 的方法能用２ｒｒｌＮ的角孔 ．对０ＡＭ模数为ｌ＋ｍＮ（１为基 摸，ｍ为整数，Ⅳ为阵元数）的谐波组正确接收并解复用１ ７１ ＰＡＡＲ与全角孔径接收（Ｗｈｏｌｅ Ａｎｇｕｌａｒ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ， ＷＡＡＲ）对比如图４所禾，为ｒ完 接收已冈长途传输散 开的【）ＡＭ波束，ＷＡＡＲ将使接收人线很大。 减小义波束夹角的一般的办法有：增强阵厄方向 性、增大ＵＣＡ阵直径等。但ＵＣＡ阵直径越大，副瓣也越 突ｍ。另外，法布里一珀罗（Ｆａｈｒｖ—Ｐｅｒｏｔ，ＦＰ）腔也町以增强 《电子技术应用》２（）１７年第４３卷第６期
