一种水下宽频复合涡旋声束解复用方法技术

本发明专利技术公开了一种水下宽频复合涡旋声束解复用方法，包括构建有源换能器阵列发射复合涡旋声束、设计无源解复用器件对宽频复合涡旋声束进行幅值二值化调制、实现在宽带范围内对复合涡旋声束进行解旋和空间分离以及在每阶涡旋声束对应的检测点处放置单个水听器对解码后的声信号进行实时接收。无源解复用器件是一个无需结构设计、只需对入射声波进行幅值0和1调制的单层刚性超表面。本发明专利技术基于对声波幅值二值化的调控实现了在宽带范围内复合涡旋声束的解复用，并利用简单的钢板单元构建了水下超表面，为水下角动量通信技术提供了一种简便高效的解复用方法，其宽带特性有助于进一步提高水下声通信速率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于声学领域，具体涉及一种水下宽频复合涡旋声束解复用方法。

技术介绍

1、随着人类对海洋开发步伐的逐渐加快，在水下进行通信的需求也越来越迫切。由于海水是一种导电介质，在空气中进行高速通信的电磁波会在水中快速衰减，传播距离非常有限。目前，以声波为载体的水声通信是在水下实现无线信息传输的主要方式。水声通信在军事和民用方面均发挥了重要作用，因此实现高速实时的水下声通信一直以来都是声学中一个经典且重要的基础问题。但声波是一种压力波，其本身没有偏振、自旋等自由度且频率低、带宽窄、传播速度慢，这些基本属性使得水声通信速率无法满足日益增长的需求。近些年来，研究者们发现涡旋声束携带的轨道角动量作为独立于时间和频率之外的全新自由度，可以用来显著提高声波通信速率。两个具有不同阶轨道角动量的涡旋声束之间是相互正交的，可以独立携带信息并复用在同一条物理路径中进行传输，彼此之间不发生混叠。因此，在轨道角动量复用通信技术中，如何在接收端对携带不同信息的复合涡旋声束进行实时解复用，关系到通信系统的效率和质量，一直是相关领域的研究热点。

2、在已有的技术水平上，涡旋本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种水下宽频复合涡旋声束解复用方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种水下宽频复合涡旋声束解复用方法，其特征在于，步骤(1)所述的解复用器界面所需的空间相位分布为：

3.根据权利要求1所述的一种水下宽频复合涡旋声束解复用方法，其特征在于，步骤(1)所述将解复用器界面所需的相位分布进行二值化离散后的相位分布为：

4.根据权利要求1所述的一种水下宽频复合涡旋声束解复用方法，其特征在于，步骤(2)所述的两种超材料单元分别为开孔超薄钢板单元和无开孔超薄钢板单元；开孔超薄钢板单元使入射波全透射，幅值调控为1；无开孔超薄钢板单元使入射波全...

【技术特征摘要】

1.一种水下宽频复合涡旋声束解复用方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种水下宽频复合涡旋声束解复用方法，其特征在于，步骤(1)所述的解复用器界面所需的空间相位分布为：

3.根据权利要求1所述的一种水下宽频复合涡旋声束解复用方法，其特征在于，步骤(1)所述将解复用器界面所需的相位分布进行二值化离散后的相位分布为：

4.根据权利要求1所述的一种水下宽频复合涡旋声束解复用方法，其特征在于，步骤(2)所述的两种超材料单元分别为开孔超薄钢板单元和无开孔超薄钢板单元；开孔超薄钢板单元使入射波全透射，幅值调控为1；无开孔超薄钢板单元使入射波全反射，幅值调控...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁彬，刘京京，武凯，程建春，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：