螺旋相位板生成涡旋电磁波仿真研究.pdf

螺旋相位板生成涡旋电磁波仿真研究 本文基于螺旋相位板对涡旋电磁波的生成进行了仿真研究。涡旋电磁波是一种特殊类型的电磁波，它具有螺旋相位波前，波数中心具有相位奇点，场强为零。该文对螺旋相位板生成涡旋电磁波的情况进行了详细的分析和仿真。 涡旋电磁波的产生方式有多种，使用涡旋相位板即为其中重要的一种方式。该文通过使用FEKO进行目标建模，在矩形喇叭天线口径上添加螺旋相位板，利用矩形喇叭天线产生的电磁波辐射通过螺旋相位板产生涡旋电磁波。使用SIE-MLFMA方法计算辐射电场。 矩形喇叭天线是一种被广泛应用的微波天线。矩形喇叭天线的结构是由矩形波导逐渐展开形成的。合理选择喇叭尺寸和形状，可以取得良好的辐射特性。本文使用的矩形喇叭天线尺寸为57.4mm x 44mm，采用BJ140型波导，频率范围在(11.9～18.0)GHz。 螺旋相位板（spiral phase plate，SPP）呈螺旋状分布，入射波通过SPP出射的电磁波具有螺旋相位波前，波数中心具有相位奇点，场强为零。理想的螺旋相位板，它的相位改变是连续的，高度随着旋转角度θ的增加而线性增加。但由于工艺技术限制，实际使用的是阶梯型螺旋相位板（multi-levelstep spiral phase plate，ML-SPP），其相位改变不再连续，厚度的线性增加是阶梯状的。 本文主要分析喇叭天线口径处添加螺旋相位板后的近场分布情况，并给出了在喇叭天线口面上覆盖螺旋相位板时生成的涡旋电磁波的幅度相位分布。关键词：涡旋电磁波、轨道角动量、喇叭天线、螺旋相位板。 涡旋电磁波的应用前景广阔，无论是在自由空间的电磁特性研究还是在无线通信扩容及雷达探测等方面都具有很大的潜力。涡旋电磁波的研究可以推动相关领域的技术发展，为相关领域的发展提供了新的思路和方法。 本文对螺旋相位板生成涡旋电磁波的情况进行了详细的分析和仿真，提供了一个新的研究方向和方法，能够推动相关领域的技术发展。