基于锥形天线阵产生太赫兹伪贝塞尔波束

黄 晗，黄志高，曾永西

(1.泉州师范学院 物理与信息工程学院,福建 泉州 362000；2.信息功能材料福建省高校重点实验室,福建 泉州 362000）

进入信息爆炸时代，各个国家正在进行5G建设与普及的同时，6G的布局已经开始，太赫兹作为6G的实验频谱得到越来越多国家的重视。传统的电磁波以频分、时分、码分等技术手段传递信息的多路复用方式完全可以用到THz频段，而一种全新的信道变量——轨道角动量(orbital angular momentum，OAM)不会破坏原来传输信道的结构，可以在原来复用模式的基础上迭加进新的信道变量，完成对通信容量的扩容与系统吞吐量的提高，因而引起科学家们的兴趣。L.Allen等人[1]认为每个携带 OAM 的光子都含有一个螺旋因子exp（-ilφ）,l是拓扑荷数，φ是方位角，OAM是能产生螺旋相位波束的一种属性。2007年Thide[2]通过阵列天线产生了具有轨道角动量本征态为相互正交的电磁波，验证了电磁波也具有涡旋波的特性，从而使无线频段涡旋电磁波的研究进入全新阶段。2011年Tamburini[3]用收发天线实现了在一个频带内多路信号通过OAM编码后的传输，其角动量上携带信息，因而实现在同一频率上传输多路信号而不会相互影响。2013年Bennis教授[4]利用超表面产生拓扑荷数l=1的涡旋电磁波。Zelenchuk博士[5]通过对各个环形单元中不同位置相位延迟进行控制实现了圆极化涡旋电磁波辐射。周守利博士[6-7]2015年来相继发表了两篇关于涡旋电磁波的论文，阐述了利用天线阵列分别实现C和Ku波段涡旋电磁波的过程。在太赫兹频段，李瑶[8]利用超表面天线阵列实现涡旋电磁波束。……