《光子輔助渦旋毫米波接收技術研究》是依託浙江大學，由章獻民擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：光子輔助渦旋毫米波接收技術研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：章獻民
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
渦旋電磁波將對當今無線通信技術產生革命性的影響。本項目針對毫米波軌道角動量（OAM）通信的套用，提出了一種新穎的光子輔助OAM毫米波束接收技術。基於介質諧振器回音壁模（WGM模）的OAM特徵，通過準光設計組合介質透鏡天線，發展一類新型的OAM毫米波接收天線。並進一步利用介質諧振器與電光晶體微碟的有機結合，將渦旋毫米波信號調製至光波，實現高速毫米波通信與光纖傳輸技術的融合。本項目將從理論分析、數值仿真和實驗等三個方面，對空間OAM毫米波束、介質諧振器WGM模毫米波以及電光晶體微碟WGM模光波三者之間的相互作用機理進行深入系統的研究，以期解決空間OAM波束與介質諧振器WGM模的耦合機理、介質諧振器和電光晶體微碟組合結構中毫米波對光波的調製機理、以及OAM毫米波束會聚的準光設計方法等關鍵技術，獲得結構緊湊、高靈敏度、可實用化的光子輔助OAM毫米波接收系統方案。
結題摘要
軌道角動量（OAM）作為電磁波未被有效利用的特徵維度，其理論和套用研究對通信、電磁感測等領域發展具有重要意義。本項目研究毫米波軌道角動量及光子輔助接收技術。 提出了對回音壁模式諧振器進行計算與分析的保角變換和傳輸線方法。利用這種簡便高效的方法，對不同尺寸的諧振器中回音壁模式的場分布與諧振頻率進行了詳細的分析和研究。 實現了超高品質因數回音壁模式光學諧振器的設計和製備。成功完成了z切和x切鈮酸鋰諧振器、氟化鎂諧振器等多種不同類型的回音壁模式碟形諧振器的設計和製備。利用線寬法和CRD 法，完成了多種不同類型的回音壁模式光學諧振器品質因數的測量。測量結果表明，z切和x切鈮酸鋰回音壁模式諧振器的品質因數分別為Q=1.2e7和Q=2.7e7。研究了回音壁模式諧振器的電光效應，進行了理論和實驗上的研究。 基於回音壁模式諧振器，提出了獨特的射頻OAM波束產生方法，實現了單天線多OAM模態的發射接收及復用。可用環形諧振器縫隙、介質諧振器、基片集成波導等多種方式實現，為非陣列形式，體積小、饋電方便。 實驗演示了10GHz和60GHz頻段的OAM復用發射、解復用接收和通信實驗，成功實現了4個OAM通道、每通道40Mbit/s的QPSK-OFDM復用傳輸，進行了高清數位電視信號的傳輸，驗證了射頻OAM通信的可行性。 進行了光子輔助移相解調OAM復用通信鏈路實驗。OAM多路復用兩個OFDM-QPSK信號並用環形行波天線傳送。採用部分偏角接收方案，接收到的信號由基於可程式光譜處理器和單模光纖組成的微波光子解復用器解復用。兩個OAM信道誤碼率分別是2.5e-5和1.4e-4。
