[0041]需说明的是，上述中，相位中心是一个理论上的点，例如:在理论上认为天线福射的信号是以某一点为圆心，向外辐射，这个点就是所谓的相位中心。
[0042]反射器的选择有多种，例如:为球面一部分的镜面，球面镜，其中，主轴是连结球面镜顶点与镜面中心的点划线；焦点是跟主轴平行的近轴光线射到球面上，反射光线会聚于主轴上一点，这一点称为焦点。
[0043]其中，优选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，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。
[0044]通过上述可知，在实施时，需将N个发射天线单元，优选为偶极子天线均匀排列在位于第一反射器上的第一圆周上，优选偶极子天线的方向与第一圆周中轴线平行，选用1/4波长偶极子天线，偶极子天线相位中心位于第一圆周上，优选的第一圆周半径大于二倍波长，第一圆周的圆心位于第一反射器，优选为旋转抛物面的焦点上，优选旋转抛物面足够大，其焦点在偶极子天线的口面以内，每个偶极子天线主辐射方向朝向第一反射器。其中，每个偶极子天线都被一个信号源激励。
[0045]如图3、图4所示，每个发射天线单元分别与一个发射激励端口相连，发射激励端口通过上行信号滤波器匕与0ΑΜ复用器OAM Multiplexer相连，信号经上行信号滤波器滤波后再行传输，0ΑΜ复用器与第一 0ΑΜ增益均衡器OAM Equilizer相连，第一 0ΑΜ增益均衡器有Μ个输入信号STn，每个输入信号都可以并行传输信息，在实施时优选输入信号STn是经过基带调制和信道均衡之后的输出，Μ维信号向量。
[0046]本实用新型实施例中，优选0ΑΜ复用器和第一 0ΑΜ增益均衡器均为矩阵乘法器或者数字移相器，如图5所示，二者串联实现乘法，将待传输的Μ维信号STn经复用和增益均衡之后转换为N维的天线激励信号S’ τ]。
[0047]以上天线阵列、反射器和包括发射激励端口、0ΑΜ复用器、第一 0ΑΜ增益均衡器等构成的激励信号变换模块共同组成了 0ΑΜ电磁波发射装置。
[0048]基于相同原理，本实用新型实施例还提供了一种0ΑΜ电磁波接收装置，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相位中心均位于所述第二圆周上，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。
[0049]其中，优选多个接收天线单元均为偶极子天线，且每个偶极子天线的方向均与所述第二圆周的中轴线平行，每个偶极子天线的长度均为0ΑΜ电磁波波长的四分之一，第二圆周的半径大于所述0ΑΜ电磁波波长的两倍。
[0050]优选第二反射器为旋转抛物面，所述第二圆周的圆心位于所述第二反射器的焦点上，优选旋转抛物面足够大，所述第二反射器的焦点位于所述接收天线单元的口面内。
[0051]其中，优选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，或所述多个接收天线单元的轴向均垂直于所述第二反射器的主轴。
[0052]通过上述可知，在实施时，将N个接收天线单元，优选为偶极子天线均匀排列在第二圆周上，优选偶极子天线的方向与第二圆周中轴线平行，选用1/4波长偶极子天线，偶极子天线相位中心位于第二圆周上，优选的第二圆周半径大于二倍波长，第二圆周的圆心位于第二反射器，优选为旋转抛物面的焦点上，优选旋转抛物面足够大，其焦点在偶极子天线的口面以内，每个偶极子天线主辐射方向朝向第二反射器。其中，接收天线单元口面对准发射天线单元口面，接收天线单元的主轴方向和发射天线单元的主轴方向在同一直线上。
[0053]如图6所示，每个接收天线单元分别与一个接收端口相连，接收端口通过下行信号滤波器匕与0ΑΜ解复用器OAM De-Multiplexer相连，0ΑΜ解复用器与第二 0ΑΜ增益均衡器OAM Equilizer相连，第二0ΑΜ增益均衡器有Μ个输出信号sRn，每个输出信号都并行携带独立信息，优选输出信号sRn是信道解均衡和基带解调器的输入信号，是Μ维信号向量。如图7所示，优选0ΑΜ解复用器和第二 0ΑΜ增益均衡器均为矩阵乘法器或者数字移相器，二者串联实现乘法，用于将接收天线单元接收的Ν维信号s’ R]解复用和增益均衡之后输出Μ维的并行信号sRn。
[0054]以上天线阵列、反射器和包括接收端口、0ΑΜ解复用器、第二 0ΑΜ增益均衡器等构成的接收信号变换模块共同组成了 0ΑΜ电磁波接收装置。
[0055]组合上述发射装置和接收装置，便能够实现双向传输。发射和接收可用双工器予以区分，例如:选用不同频率的滤波器，如:上行信号滤波器、下行信号滤波器，或者开关，或环行器等。
[0056]在上述基础上，令并行独立传输的信息都相等，还可以进行多模式分集发射和分集接收，上述中的各矩阵乘法器均可简化为每个支路上的加权移相变换器。
[0057]基于上述实施方式，为了验证本实用新型实施例的实际应用效果，本实用新型实施例提供了在模式P为1时，采用本实用新型实施例中的传输装置在经过10000米传输后在主轴方向的辐射图，如图8所示；在模式P为3时，采用本实用新型实施例中的传输装置在经过10000米传输后在主轴方向的辐射图，如图9所示；在模式P为5时，采用本实用新型实施例中的传输装置在经过10000米传输后在主轴方向的辐射图，如图10所示。
[0058]将本实用新型实施例中的图8?图10与现有技术中的图1对比可明显看出，采用本实用新型实施例中的传输装置，三个模式下0ΑΜ电磁波的螺旋波前特性均十分明显，有明显的螺旋形等相位面，中间均没有空洞，因此可以远距离传输。
[0059]经验证，本实用新型实施例中的传输装置可以并行传输的模式数为1?N-1，例如:最大可并行传输模式数N = 16，可以并行η等于0，1，3，5，7这5个模式。
[0060]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种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。2.根据权利要求1所述的0ΑΜ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相位中心均位于所述第二圆周上，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。3.根据权利要求2所述的0ΑΜ电磁波传输装置，其特征在于，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，通过上行信号滤波器与所述多个发射激励端口均相连的0ΑΜ复用器，以及与所述0ΑΜ复用器相连的第一 0ΑΜ增益均衡器。4.根据权利要求3所述的0ΑΜ电磁波传输装置，其特征在于，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，通过下行信号滤波器与所述多个接收端口均相连的0ΑΜ解复用器，以及与所述0ΑΜ解复用器相连的第二 0ΑΜ增益均衡器。5.根据权利要求2?4任意一项所述的0ΑΜ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。6.根据权利要求5所述的0ΑΜ电磁波传输装置，其特征在于，每个所述发射天线单元和每个所述接收天线单元的长度均为所述0ΑΜ电磁波波长的四分之一。7.根据权利要求6所述的0ΑΜ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0ΑΜ电磁波波长的两倍。8.根据权利要求7所述的0ΑΜ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。9.根据权利要求8所述的0ΑΜ电磁波传输装置，其特征在于，所述0ΑΜ复用器、0ΑΜ解复用器、第一 0ΑΜ增益均衡器和所述第二 0ΑΜ增益均衡器均为矩阵乘法器或者数字移相器。10.根据权利要求8所述的0ΑΜ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。
【专利摘要】本实用新型实施例提供了一种OAM电磁波传输装置，改善了现有技术中OAM电磁波无法远距离传输，对OAM电磁波的推广应用造成了不利影响的问题。该OAM电磁波传输装置包括发射装置，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。使用该装置，可以显著提高OAM电磁波的传输距离，实施方便，易于推广应用。
【IPC分类】H04B10/00, H04B1/38
【公开号】CN205017329
【申请号】CN201520155271
【发明人】颜罡
【申请人】颜罡
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年3月19日