基于虚拟旋转天线的电磁波轨道角动量接收系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于虚拟旋转天线的电磁波轨道角动量接收系统，包括：电磁波发射端，用于发射不同的OAM电磁波信号；天线阵，用于接收电磁波信号；预滤波器，用于对接收信号进行滤波，以从接收信号中分离出不同频率的电磁波信号；内插算法模块，用于内插出根据预设转速移动的虚拟天线，以将分离出的同一频率的不同OAM电磁波通过内插处理变换到频域的不同频率信号；滤波器，用于分离出内插处理后不同频率的电磁波信号。该系统只需接收部分OAM电磁波信号即可完成OAM信号接收与分离，并且不同频点的信号在频域变换的过程中不存在相互干扰，可提高OAM传输频谱效率，增加OAM传输距离，简单便捷。

【技术实现步骤摘要】
基于虚拟旋转天线的电磁波轨道角动量接收系统
本专利技术涉及无线传输
，特别涉及一种基于虚拟旋转天线的电磁波轨道角动量接收系统。
技术介绍
OAM(OrbitalAngularMomentum，电磁波轨道角动量)是区别于电磁波电场强度的另一个重要物理量。具有OAM的电磁波又称“涡旋电磁波”，其相位面沿着传播方向呈现螺旋状，已经不是平面电磁波。OAM电磁波最先研究主要集中在光学领域，随着光学OAM研究不断成熟之后才逐步过渡到无线电波频段。电磁波的OAM提供了除频率、相位、空间之外的另一个维度，给人们提供了一个新的视角去认识和利用电磁波。最初设想将OAM用在通信中可以获得很多优点，如：整数倍OAM模式数的电磁波之间相互正交，在同一个频点可以传输多路正交信号，从而提高频谱效率，增加信道容量。然而，对于OAM电磁波的研究还停留在实验室阶段，主要集中在光纤传输、量子操作、短距离通信等方面。关于OAM电磁波的“长距离”传输方式至今还未得到解决。极大地限制了涡旋电磁波的应用的可能性。分析现有电磁波OAM传输方式可发现：随着OAM数的增加，OAM电磁波发散角增大，从发射天线发出的电磁波波束成锥状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于虚拟旋转天线的电磁波轨道角动量接收系统，其特征在于，包括：OAM电磁波发射端，用于发射不同的轨道角动量的电磁波信号；天线阵，所述天线阵具有多根接收天线，用于接收所述电磁波信号；预滤波器，用于对天线阵接收信号进行预滤波，以从所述电磁波信号中分离出不同频率的电磁波；内插算法模块，用于对预滤波后所需频率的信号进行内插出根据预设转速移动的虚拟天线，以将分离出该频率不同OAM模式数的电磁波通过内插处理变换到不同的频域；以及滤波器，用于分离出不同频率的电磁波，以提取相应频点的电磁波，从而接收所述不同的OAM电磁波信号且进行区分。

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟旋转天线的电磁波轨道角动量接收系统，其特征在于，包括：OAM电磁波发射端，用于发射不同的轨道角动量的电磁波信号；天线阵，所述天线阵具有多根接收天线，用于接收所述电磁波信号；预滤波器，用于对天线阵接收信号进行预滤波，以从所述电磁波信号中分离出不同频率的电磁波；内插算法模块，用于对预滤波后所需频率的信号进行内插出根据预设转速移动的虚拟天线，以将分离出该频率不同OAM模式数的电磁波通过内插处理变换到不同的频域；以及滤波器，用于分离出不同频率的电磁波，以提取相应频点的电磁波，从而接收所述不同的OAM电磁波信号且进行区分。2.根据权利要求1所述的基于虚拟旋转天线的电磁波轨道角动量接收系统，其特征在于，所述虚拟天线是对所述天线阵接收信号进行内插处理后等效出来的，其位置在所述天线阵中随时间移动，以使接收到的所述电磁波信号产生旋转动态频移，且大小随着OAM模式数和虚拟天线旋转速度呈正比。3.根据权利要求1所述的基于虚拟旋转天线的电磁波轨道角动量接收系统，其特征在于，所述发射端可以同时发射多路OAM电磁波信号，接收端基于天线阵接收的信号可以内插出多个虚拟天线，虚拟天线转速可以根据所需传输速率设定。4.根据权利要求1所述的基于虚拟旋转天线的电磁波轨道角动量接收系统，其特征在于，所述内插算法模块根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，马路，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11