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。 流对波束传输的影响，则可利用基于空分复用的复合方法来减轻［63］。在光波段，可用自适应光学来修正大气对涡旋波的影响［9］。(3)调控手段:传输过程中，可用透镜汇聚涡旋波［45］，实现更远距离的传输，见图6(b);可用与产生方法类似的调控装置，如SPP［46］，实现对涡旋波模态的调控。进一步，对波束不同自由度进行调控以产生正交的载波，是实现复用通信的基础。(a)贝塞尔波束经障碍物后重新建立场的示意图［62］(b)涡旋波加透镜后实现汇聚效果的示意图［45］图6涡旋波的传输与调控示意图涡旋波的传输研究，需建立合适的传输模型并使用恰当的分析算法，从单个波束在自然环境中广泛存在的大气、海水、电离层等介质中的传输特性入手涡旋电磁波的理论-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港电动滚圆机滚弧机，进而研究不同波束在上述环境中的相互影响，找出涡旋波能保持“信息完整”的传输状态，实现其传输信息的作用。3．3接收与检测涡旋波束经过产生与传输后， 本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/ 需要将其接收。用于发射的天线亦可用于接收，且发射与接收天线间需要对准，未对准接收将造成螺旋相位的破坏与通信系统容量的下降［66］。为解决此问题，利用单模第34卷第2期李龙，等:涡旋电磁波的理论与应用研究进展5向电场强度以第一类贝塞尔函数分布的特性，可采用双平行四边形法、双UCA法对接收天线进行修正，更可用单个UCA完成接收与对准两用，实现对准接收［67］。完成接收后，需对涡旋波的模态进行检测，主要方法有:(1)干涉检测:l=0l=1l=2l=0．5l=1．5l=2．5图7不同l值的涡旋波与平面波的干涉图样［68］图7为不同l值的涡旋波与平面波的干涉图样，可以看出［68］:平面波与平面波干涉，干涉条纹明暗相间;与整数阶涡旋波干涉，条纹出现分叉，且分叉个数与拓扑荷的值有关;与分数阶涡旋波干涉，条纹在分叉的基础上出现错位。因此，可利用涡旋波与特定波(如平面波、球面波等)干涉后所得干涉图的不同，区分涡旋波的不同模态。(2)转化为对普通波的测量:利用产生方法中对平面波调制来产生涡旋波的逆思路，经过相位因子为e－il?的调制装置后变为平面波的，是模态为l的涡旋波。在光波段，利用坐标变换，可用透镜将不同模态的OV转为具有不同相位梯度的平面波，并聚焦至不同横向位置，实现对不同模态涡旋波的分离与检测［69］。(3)转化为对频率的测量:利用旋转多普勒效应中l与相对转速、频移的关系，可通过测量频率来实现模态的检测［70］。若由旋转的SPP产生涡旋波，其在特定区域产生的频移因涡旋波模态的不同而不同，因此，测量时域频移即可实现对涡旋波的不同模态进行测量［45］。(4)孔径采样接收、测量:由于涡旋波的发散特性，很难采用完整孔径对涡旋波进行接收测量，可考虑采用全孔径采样［7涡旋电磁波的理论-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港电动滚圆机滚弧机 本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/