[发明专利]基于圆形天线阵列的涡旋波束模式切换系统和方法

权利要求书

1.一种基于圆形天线阵列的涡旋波束模式切换系统，其特征在于，包括：

光开关，其包括k个输入端口和一个输出端口，每个输入端口分别输入一组不同波长的光经波分复用合成的光束；

控制单元，用于在当前待切换的涡旋波束模式为第n个涡旋波束模式时，控制所述光开关的输出端口连接于第n个输入端口；

光电调制器，用于将射频信号调制到所述光开关输出的光束后输出；

光信号处理器，用于对所述光电调制器输出的光束，根据第n个涡旋波束模式的N个移相需求，分别对所述光束中N个不同波长的光信号进行相位调节后，分别从N个端口输出；

N个光电检测器，用于分别对所述光信号处理器的N个端口输出的光信号进行拍频后，输出N个射频信号；

圆形天线阵列，其包括N个天线，分别连接于N个光电检测器，用于分别将N个射频信号进行发射。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光开关不同输入端口输入的光，波长也不相同。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述光信号处理器中光信号的波长与输出端口的对应关系，光信号的波长与移相相位的对应关系，均是根据涡旋波束模式的移相需求预先配置的。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

k个波分复用激光器，通过多波长光束复用分别输出k组不同波长的光，分别输入到所述光开关的k个输入端口。

5.根据权利要求1-4任一所述的系统，其特征在于，还包括：

掺铒光纤放大器，设置于所述光电调制器与光信号处理器之间，用于将所述光电调制器输出的光束进行功率放大后，输入到所述光信号处理器。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述光开关具体为2×1的光开关；以及

所述波分复用激光器中的波分复用器具体为4×1的波分复用器，以及N具体为4。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述涡旋波束模式具体包括第1个涡旋波束模式l₁和第2个涡旋波束模式l₂；

所述光信号处理器具体用于在接收到所述光电调制器输出的光束后，根据光信号的波长与移相相位的对应关系，分别对所述光束中4个不同波长的光信号进行相位调节后，将4个不同波长的光信号解复用分别从4个端口输出。

8.一种基于圆形天线阵列的涡旋波束模式切换方法，应用于如权利要求1-7任一所述的基于圆形天线阵列的涡旋波束模式切换系统，其特征在于，所述方法包括：

所述系统中的控制单元在当前待切换的涡旋波束模式为第n个涡旋波束模式时，控制所述光开关的输出端口连接于第n个输入端口；

所述系统中的圆形天线阵列产生第n个涡旋波束模式的涡旋波。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

所述控制单元预先根据涡旋波束模式的移相需求，在所述系统中的光信号处理器中配置光信号的波长与移相相位的对应关系，并配置光信号的波长与所述光信号处理器的输出端口的对应关系。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

所述控制单元还根据待发射的涡旋波的发射方向，更新涡旋波束模式的移相需求；根据更新的涡旋波束模式的移相需求重新配置光信号的波长与移相相位的对应关系。