[發(fā)明專利]一種多模OAM電磁波最佳接收區(qū)域的確定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710475962.6
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107493148B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張陽;張慧慧;龐立華;欒英姿;遲明潔
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04B17/391
• 分類號: H04B17/391;H04B17/00
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

1.一種多模OAM電磁波最佳接收區(qū)域的確定方法，其特征在于，所述的多模OAM電磁波最佳接收區(qū)域的確定方法為了得到某天線形態(tài)下，某模態(tài)值和傳輸距離條件下的OAM電磁波最佳接收區(qū)域，可通過計算擬合出的函數(shù)關(guān)系式或者在先測得的幅度和相位值的條件下，再通過查找最佳接收區(qū)域處的的幅相映射表格得到不同模態(tài)值、不同傳輸距離下的OAM電磁波的最佳接收區(qū)域；

該多模OAM電磁波最佳接收區(qū)域的確定方法包括以下步驟：

步驟一，根據(jù)一種天線陣列數(shù)學(xué)模型，得到電磁場的各分量的電場表達式，再求得各個電場分量的合場強；最大化合場強，最后求得某一模態(tài)值、某一傳輸距離下的最佳接收區(qū)域；

步驟二，設(shè)置不同模態(tài)值、不同的傳輸距離參數(shù)，求得不同模態(tài)值、不同傳輸距離下的最佳的接收區(qū)域，并擬合出模態(tài)值、傳輸距離與最佳接收區(qū)域的函數(shù)關(guān)系式；

步驟三，根據(jù)軸比公式得到最佳接收區(qū)域處的軸比η的幅相映射表格；

步驟四，通過計算函數(shù)關(guān)系式或測得軸比的幅相值后再通過查找軸比的幅相映射表格來確定OAM電磁波的最佳接收區(qū)域；

所述多模OAM電磁波最佳接收區(qū)域的確定方法具體包括：以環(huán)形行波天線為例；

環(huán)形行波天線沿環(huán)形圓周的相位分布為其中l(wèi)稱為相位分布參數(shù)，軌道角動量模態(tài)值；為電磁場方位角；環(huán)形行波天線位于x-y平面、半徑為a、由恒定電流I₀進行饋電，同時環(huán)上的相位分布為當(dāng)天線上的電流分布為時，那么矢量勢表示為：

對于球坐標(biāo)下的P點坐標(biāo)為對應(yīng)的在柱坐標(biāo)下的坐標(biāo)為對于環(huán)形行波天線，將其無限小的等效為偶極子模型，對相位來說對幅度來說|r-r'|≈r，因此矢量勢近似表示為：

那么根據(jù)：

柱坐標(biāo)下的電場分量表示為：

式中，C＝-j^-laI₀/2，貝塞爾函數(shù)的自變量為kasinθ，其中然后求得電場的柱坐標(biāo)各個分量E_ρ、E_z的合場強，再求合場強的最大值最后得出某一模態(tài)值、某一傳輸距離下的合場強最大時的最佳的接收區(qū)域；

不同的相位分布參數(shù)，軌道角動量模態(tài)值l對應(yīng)不同的環(huán)形行波天線的半徑a，兩者之間的關(guān)系為：a＝lλ/2π，通過改變天線半徑參數(shù)來產(chǎn)生多模的OAM電磁波。