[发明专利]轨道角动量OAM电磁波传输装置及方法

权利要求书

1.一种轨道角动量OAM电磁波传输装置，其特征在于，包括发射装置，所述发射装置包括第一反射器和多个发射天线单元；

所述多个发射天线单元均匀排列在位于所述第一反射器上的第一圆周上，每个所述发射天线单元的相位中心均位于所述第一圆周上，每个所述发射天线单元的辐射方向均朝向所述第一反射器，所述第一圆周的圆心位于所述第一反射器的主轴上，所述多个发射天线单元均为偶极子天线；所述多个发射天线单元的方向与所述第一圆周的中轴线平行；

所述发射装置还包括与所述多个发射天线单元一对一相连的多个发射激励端口，与所述多个发射激励端口均相连的OAM复用器，以及与所述OAM复用器相连的第一OAM增益均衡器；

所述OAM复用器和所述第一OAM增益均衡器用于将待传输的M维的并行信号s_Tn经增益均衡和复用之后转换为N维的天线激励信号s’_Tj。

2.根据权利要求1所述的OAM电磁波传输装置，其特征在于，还包括接收装置，所述接收装置包括第二反射器和多个接收天线单元；

所述多个接收天线单元均匀排列在位于所述第二反射器上的第二圆周上，每个所述接收天线单元的辐射方向均朝向所述第二反射器，所述第二圆周的圆心位于所述第二反射器的主轴上，每个所述接收天线单元的口面分别正对一个所述发射天线单元的口面，所述第二反射器的主轴方向与所述第一反射器的主轴方向位于同一直线上或与所述第一反射器的主轴方向形成小于60度的夹角；

所述接收装置还包括与所述多个接收天线单元一对一相连的多个接收端口，与所述多个接收端口均相连的OAM解复用器，以及与所述OAM解复用器相连的第二OAM增益均衡器；

所述OAM解复用器和所述第二OAM增益均衡器用于将接收的N维信号s’_Rj解复用和增益均衡之后输出M维的并行信号s_Rn。

3.根据权利要求2所述的OAM电磁波传输装置，其特征在于，所述多个发射天线单元和所述多个接收天线单元均为偶极子天线，所述多个发射天线单元的方向与所述第一圆周的中轴线平行；所述多个接收天线单元的方向与所述第二圆周的中轴线平行。

4.根据权利要求3所述的OAM电磁波传输装置，其特征在于，所述第一圆周的半径和所述第二圆周的半径均大于所述OAM电磁波波长的两倍。

5.根据权利要求2～4任意一项所述的OAM电磁波传输装置，其特征在于，所述第一反射器和所述第二反射器均为旋转抛物面，所述第一圆周的圆心位于所述第一反射器的焦点上，所述第二圆周的圆心位于所述第二反射器的焦点上，所述第一反射器的焦点位于所述发射天线单元的口面内，所述第二反射器的焦点位于所述接收天线单元的口面内。

6.根据权利要求5所述的OAM电磁波传输装置，其特征在于，所述多个发射天线单元的轴向均平行于所述第一反射器的主轴，所述多个接收天线单元的轴向均平行于所述第二反射器的主轴；或

所述多个发射天线单元的轴向均垂直于所述第一反射器的主轴，所述多个接收天线单元的轴向均垂直于所述第二反射器的主轴。

7.一种OAM电磁波传输方法，其特征在于，应用于权利要求1～6任意一项所述的OAM电磁波传输装置，所述方法包括：

所述发射装置获得经基带调制和信道均衡处理后的M维的并行信号s_Tn；

将所述M维的并行信号s_Tn进行增益均衡和OAM复用，得到N维的天线激励信号s’_Tj；

将所述N维的天线激励信号s’_Tj通过发射天线单元进行发射。

8.根据权利要求7所述的OAM电磁波传输方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收装置对所述发射装置发射的N维信号s’_Rj进行接收；

将所述N维信号s’_Rj进行解复用和增益均衡，得到M维的并行信号s_Rn。