(46-1) 03 * << * >> * Русский * English * Содержание * Все выпуски

Определение состояния орбитального углового момента пучка радиоволны на основе количественных характеристик радиотехнической системы
Э.Г. Ануфриев 1

1 Казахский институт нефти и газа,
050000, Казахстан, г. Алматы, ул. Тулебаева, д. 123

 PDF, 3059 kB

DOI: 10.18287/2412-6179-CO-907

Страницы: 22-29.

Аннотация:
На данный момент в связи с дефицитом радиочастотного спектра возникает необходимость в развитии технологий, позволяющих использовать этот спектр эффективнее. Одна из таких технологий предполагает применение радиоволн с орбитальным угловым моментом. В данной работе предложен новый количественный метод определения числа одиночных состояний пучка несущего орбитального углового момента, основанный на анализе S21 параметра системы. Это позволяет приемному устройству быть настроенным на прием лучей с определенным состоянием орбитального углового момента. Радиоволны, несущие орбитальный угловой момент, имеют частоту 80 ГГц. В качестве передающей антенны был применен пирамидальный рупор, радиоволну от которого закручивала спиральная фазовая пластина. Приемные антенны, расположенные в матрице, представляли из себя диполи. Исследованы ограничения данного метода. Работа представляет собой эксперимент на компьютерной модели.

Ключевые слова:
орбитальный угловой момент, завихренность, распространение радиоволн.

Благодарности
Благодарю за помощь О.З. Рутгайзера и Т.М. Иделфонсо.

Цитирование:
Ануфриев, Э.Г. Определение состояния орбитального углового момента пучка радиоволны на основе количественных характеристик радиотехнической системы / Э.Г. Ануфриев // Компьютерная оптика. – 2022. – Т. 46, № 1. – С. 22-29. – DOI: 10.18287/2412-6179-CO-907.

Citation:
Anufriyev EG. Determination of the orbital angular momentum state of a radio wave beam based on quantitative characteristics of a radio communication system. Computer Optics 2022; 46(1): 22-29. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-907.

References:
  1. Willner E, Huang H, Yan Y, Ren Y, Ahmed N, Xie G, Bao C, Li L, Cao Y, Zhao Z, Wang J, Lavery MPJ, Tur M, Ramachandran S, Molisch AF, Ashrafi N, Ashrafi S. Optical communications using orbital angular momentum beams. Adv Opt Photon 2015; 7: 66-106.
  2. Tamburini F, Mari E, Sponselli A, Romanato F, Thidé B, Bianchini A, Palmieri L, Someda CG. Encoding many channels in the same frequency through radio vorticity: first experimental test. New J Phys 2012; 14: 033001.
  3. Yan Y, Xie G, Lavery MPJ, Huang H, Ahmed N, Bao C, Ren Y, Cao Y, Li L, Zhao Z, Molisch AF, Tur M, Padgett MJ, Willner AE. High-capacity millimetre-wave communications with orbital angular momentum multiplexing. Nat Commun 2014; 5: 4876.
  4. Bouchard F, De Leon I, Schulz SA, Upham J, Karimi E, Boyd RW. Optical spin-to-orbital angular momentum conversion in ultra-thin metasurfaces with arbitrary topological charges. Appl Phys Lett 2014; 105: 101905.
  5. Wang J, Yang J-Y, Fazal IM, Ahmed N, Yan Y, Huang H, Ren Y, Yue Y, Dolinar S, Tur M, Willner AE. Terabit free-space data transmission employing orbital angular momentum multiplexing. Nat Photon 2012; 6: 488-496.
  6. Krenn M, Fickler R, Fink M, Handsteiner J, Malik M, Scheidl T, Ursin R, Zeilinger A. Communication with spatially modulated light through turbulent air across Vienn. New J Phys 2014; 16: 113028.
  7. Xi R, Liu H, Li L. Generation and analysis of high-gain orbital angular momentum vortex wave using circular array and parasitic EBG with oblique incidence. Sci Rep 2017; 7: 17363.
  8. Yamane K, Yang Z, Toda Y, Morita R. Frequency-resolved measurement of the orbital angular momentum spectrum of femtosecond ultra-broadband optical-vortex pulses based on field reconstruction. New J Phys 2014; 16: 053020.
  9. Alperin SN. Quantitative measurement of the orbital angular momentum of light with a single, stationary lens. Opt Lett 2016; 41(21): 5019-5022.
  10. Zheng S, Wang J. Measuring orbital angular momentum (OAM) states of vortex beams with annular gratings. Sci Rep 2017; 7: 40781. DOI: 10.1038/srep40781.
  11. Salazar AR, Rommel S, Anufriyev E, Monroy IT, Olmos JJV. Rapid prototyping by 3D printing for advanced radio communications at 80 GHz and above. In Book: Proc 4M/IWMF2016. Lyngby; 2016.
  12. Turnbull GA, Robertson DA, Smith GM, Allen L, Padgett MJ. The generation of free-space Laguerre-Gaussian modes at millimetre-wave frequencies by use of a spiral phase plate. Opt Commun 1996; 127(4-6): 183-188.
  13. Hui X, Zheng S, Hu Y. Ultralow reflectivity spiral phase plate for generation of millimeter-wave OAM beam. IEEE Antennas Wirel Propag Lett 2015; 14: 966-969.
  14. Oldoni M, Spinello F, Mari E, Parisi G, Someda CG, Tamburini F, Romanato F, Ravanelli R, Coassini P, Thide B. Space-division demultiplexing in orbital-angular-momentum based MIMO radio systems. IEEE Trans Antennas Propag 2015; 63(10): 4582-4587. DOI: 10.1109/TAP.2015.2456953.

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: journal@computeroptics.ru; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20