目錄
前言
第1章 電磁波軌道角動量技術(shù)發(fā)展綜述 1
1.1 渦旋電磁波研究背景 1
1.2 渦旋電磁波理論發(fā)展 2
1.3 渦旋電磁波應用發(fā)展 5
1.3.1 禍旋電磁波通信 5
1.3.2 禍旋電磁波探測 7
1.3.3 禍旋電磁波定位 8
1.4章 節(jié)安排 8
參考文獻 9
第2章 電磁波軌道角動量基本概念 14
2.1 軌道角動量物理機理 15
2.1.1 渦旋電磁波和軌道角動量的分類 15
2.1.2 電磁波量子的內(nèi)稟和外部軌道角動量 17
2.2 量子態(tài)OAM渦旋電磁波量子 20
2.2.1 縱向軌道角動量電磁波量子 20
2.2.2 橫向軌道角動量電磁波量子 23
2.3 統(tǒng)計態(tài)OAM渦旋波束 24
2.4 軌道角動量新維度信息論模型 28
2.4.1 電磁波新維度傳輸模型 29
2.4.2 電磁波新維度探測模型 31
2.5 本章小結(jié) 34
參考文獻 35
第3章 量子態(tài)OAM渦旋電磁波 37
3.1 量子態(tài)OAM渦旋電磁波的形成 37
3.2 量子態(tài)OAM渦旋電磁波產(chǎn)生方法 40
3.2.1 回旋管輻射方法 41
3.2.2 磁控管輻射方法 45
3.3 量子態(tài)OAM渦旋電磁波接收方法 46
3.3.1 渦旋電子耦合接收方法 46
3.3.2 里德堡原子檢測方法 58
3.4 本章小結(jié) 59
參考文獻 59
第4章 統(tǒng)計態(tài)0AM渦旋電磁波 61
4.1 統(tǒng)計態(tài)渦旋波束專用天線 62
4.1.1 螺旋相位板天線 62
4.1.2 反射面天線 63
4.1.3 圓環(huán)行波天線 68
4.1.4 圓形微帶天線 70
4.1.5 諧振腔天線 71
4.1.6 超表面天線 72
4.1.7 衍射光柵天線 73
4.2 統(tǒng)計態(tài)渦旋波束陣列天線 74
4.2.1 圓形天線陣列 75
4.2.2 矩形天線_ 77
4.3 軌道角動量射頻關(guān)鍵技術(shù) 78
4.3.1 巴特勒矩陣 78
4.3.2 發(fā)射/接收模塊(T/R)組件 80
4.4 含有軌道角動量的歐氏空間 81
4.4.1 OAM作為獨立且正交維度 82
4.4.2 OAM作為非獨立正交維度 83
4.4.3 OAM作為非獨立非正交維度 84
4.5 軌道角動量編碼調(diào)制技術(shù) 85
4.5.1 網(wǎng)格編碼 85
4.5.2 擴維編碼 87
4.5.3 索引調(diào)制 88
4.5.4 聯(lián)合編碼調(diào)制 91
4.6本章小結(jié) 95
參考文獻 95
第5章 渦旋電磁波傳輸系統(tǒng) 98
5.1 量子態(tài)OAM傳輸系統(tǒng) 100
5.1.1 鍵控傳輸方法 100
5.1.2 復用傳輸方法 104
5.2 統(tǒng)計態(tài)OAM專用天線傳輸系統(tǒng) 107
5.2.1 基于反射面天線的統(tǒng)計態(tài)OAM傳輸系統(tǒng) 108
5.2.2 基于螺旋相位板的統(tǒng)計態(tài)OAM傳輸系統(tǒng) 115
5.3 統(tǒng)計態(tài)OAM陣列天線傳輸系統(tǒng) 117
5.4 統(tǒng)計態(tài)OAM部分相位面?zhèn)鬏斚到y(tǒng) 120
5.5 統(tǒng)計態(tài)OAM射頻信道模型 136
5.6 統(tǒng)計態(tài)OAM渦旋波束抗截獲傳輸方法 138
5.6.1 系統(tǒng)架構(gòu) 139
5.6.2 數(shù)學模型 141
5.6.3 性能分析 144
5.6.4 仿真分析 146
5.7 禍旋微波量子干擾與抗干擾方法 147
5.7.1 抗欺騙干擾傳輸方法 148
5.7.2 抗阻塞干擾傳輸方法 153
5.8本章小結(jié) 155
參考文獻 155
第6章 渦旋電磁波探測系統(tǒng) 158
6.1 量子態(tài)OAM渦旋電磁波探測方法 159
6.2 圓形天線陣列統(tǒng)計態(tài)OAM渦旋波束探測方法 165
6.3 旋轉(zhuǎn)天線統(tǒng)計態(tài)OAM渦旋波束探測方法 168
6.3.1 旋轉(zhuǎn)天線合成渦旋波束探測架構(gòu) 168
6.3.2 旋轉(zhuǎn)天線合成渦旋波束探測數(shù)學模型 169
6.3.3 旋轉(zhuǎn)天線合成渦旋波束距離和方位探測方法 171
6.3.4 性能評估 172
6.3.5 仿真分析 174
6.4 結(jié)合統(tǒng)計態(tài)和量子態(tài)OAM的渦旋電磁波探測方法 178
6.4.1 結(jié)合統(tǒng)計態(tài)和量子態(tài)OAM的渦旋電磁波探測系統(tǒng)架構(gòu) 178
6.4.2 結(jié)合統(tǒng)計態(tài)和量子態(tài)OAM的渦旋電磁波探測數(shù)學模型 179
6.4.3 性能評估 180
6.4.4 仿真分析 181
6.5 量子態(tài)OAM渦旋電磁波抗涪條干擾探測方法 183
6.5.1 雜架構(gòu) 184
6.5.2 數(shù)學模型 184
6.5.3 數(shù)值仿真 186
6.6 本章小結(jié) 188
參考文獻 188
第7章 渦旋光技術(shù) 189
7.1 光子的軌道角動量 189
7.2 光纖中的渦旋光束 192
7.3 自由空間中的渦旋光 198
7.4 本章小結(jié) 199
參考文獻 199
第8章 其他基本粒子的軌道角動量 201
8.1 電子的 OAM 201
8.1.1 自由空間中的電子波包內(nèi)稟OAM 202
8.1.2 磁場中的電子波包內(nèi)稟OAM 202
8.1.3 電子波包的外部OAM 205
8.1.4 電子內(nèi)稟OAM和外部OAM對比 206
8.2 其他基本粒子的OAM 206
8.2.1 中子的 OAM 206
8.2.2 原子的 OAM 207
8.2.3 聲子的 OAM 209
8.3 本章小結(jié) 211
參考文獻 211
第9章 渦旋電磁波研究大事記 213
參考文獻 214
后記 215
附錄縮略語表 217
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