《表3 各SASA绕自身轴线的旋转角度 (l=1, θ0=30°, φ0=0°) Tab.3 Self-rotation angle of each single-arm spiral antenna

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《模态波束双可重构OAM发生器的研究》

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如图12所示的八元圆环形阵列是由8个相同的SASA以R=120mm为阵列半径均匀等间隔放置而成，金属地板的半径为200mm，将8个阵元分别编号1，2，3，4，5，6，7和8，其中规定编号1的阵元作为旋转基准.以模态l=1，主波束方向为θ0=30°，φ0=0°和模态l=2，主波束方向为θ0=45°，φ0=0°的OAM涡旋波束为例，根据公式（9）计算编号1~8的各个阵元需要绕自身轴线旋转的角度，结果如表3和表4所示.将图12仿真实例中编号1~8的SASA按照表3和表4旋转，仿真圆环形阵列天线，其远场方向图如图13所示，可看出该OAM涡旋波的主波束凹陷沿着θ0=30°和45°的方向，与期望的主波束方向一致.其近场电场的相位分布和幅度分布如图14和15所示，模态l=1时，电场的相位分布呈现为逆时针方向的单臂螺旋结构，电场的幅度分布呈现为逆时针方向的双臂螺旋状，符合理论上模态l=1的OAM涡旋波的电场分布；模态l=2时，电场的相位分布呈现为逆时针方向的双臂螺旋结构，电场的幅度分布呈现为逆时针方向的四臂螺旋状，符合理论上模态l=2的OAM涡旋波的电场分布.从远场方向图以及近场的电场分布特性分析可以看出，通过对各SASA绕自身轴线旋转角度的计算，利用SASA的机械可重构特性，可以方便有效地产生所需方向的OAM主波束，成功实现OAM波束的偏折.