矩形天线阵OAM波产生与优化

电磁轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)具有模值相互独立且正交的特性,能用于无线通信中提高频谱效率和通信容量,因而备受关注。针对基于矩形阵列的多输入多输出技术(multiple-input multiple-output,MIMO)不易与基于均匀圆形阵列的OAM复用相结合,以及高模态OAM波的大发散性与高衰减的问题,提出了一种基于大型矩形阵列生成OAM波的方法;为进一步优化矩形阵列的性能和降低复杂度,利用遗传算法实现了阵列稀疏化。仿真结果表明:能在不改变既有主动天线单元的前提下,高效生成OAM波;可将矩形阵列的总元素减少约25%,实现峰值旁瓣电平(peak side lobe level,PSLL)降低70%,稀疏后的信道容量与稀疏前非常逼近。该方法将有助于OAM在现有的MIMO与2D天线阵列中的应用。