[发明专利]轴向汇聚接收的轨道角动量电磁波复用通信系统及方法

摘要

本发明公开一种轴向汇聚接收的轨道角动量电磁波复用通信系统及通信方法，系统包括编码调制模块、任意波形发生模块、发射端射频链路模块、发射天线模块、复合角汇聚透镜模块、接收天线模块、接收端射频链路模块、数据解调输出模块。编码调制模块使比特与星座点建立映射；任意波形发生模块生成加载数据信息的OAM载波；发射端射频链路模块对OAM射频发射信号进行放大滤波；发射天线模块将OAM射频发射信号辐射传输。复合角汇聚透镜模块通过螺旋相位板对OAM射频发射信号进行相位调整，通过嵌套的汇聚透镜将平面波束汇聚到不同焦点上，从而分离各路OAM信道。本发明降低接收天线阵列的成本，减少各路OAM信道间的串扰，改善误码性能。

主权项

1.一种轴向汇聚接收的轨道角动量电磁波复用通信系统，包括信号发生子系统和信号接收子系统，其特征在于，信号发生子系统包括依次连接的编码调制模块、任意波形发生模块、发射端射频链路模块和发射天线模块，其中，编码调制模块用于将输入的比特信息经过幅相调制形成星座点，使比特信息与星座点之间建立映射关系；任意波形发生模块用于生成多路独立的载波信号，对每一路载波信号进行移相操作，从而形成多路不同相位延迟、共轴传输的、对应不同OAM模态的OAM载波信号，并将星座点信息加载到各OAM载波信号上；发射端射频链路模块用于对加载了星座点信息的OAM载波信号进行上变频、滤波和功率放大操作，形成OAM射频发射信号，然后将OAM射频发射信号馈送给发射天线模块；发射天线模块用于把加载了星座点信息的各路OAM射频发射信号辐射到自由空间中传输，形成共轴传输的复用通信波束，信号接收子系统包括依次连接的复合角汇聚透镜模块、接收天线模块、接收端射频链路模块、数据解调输出模块，其中，复合角汇聚透镜模块包括用于OAM调相的螺旋相位板和汇聚透镜，螺旋相位板用于对共轴传输的多路OAM射频发射信号进行相位面调整操作，从而形成平面波束，然后通过不同焦距的汇聚透镜将所述平面波束汇聚到传输主轴方向的不同的焦点上；接收天线模块包括多个接收天线子模块，各接收天线子模块分别放置在所述不同的焦点上，用于接收采集多路被汇聚透镜分离到不同焦点的OAM射频发射信号；接收端射频链路模块，用于将所述OAM射频发射信号放大和滤波，并将OAM射频发射信号下变频后进行滤波采样，并输入给数据解调输出模块；数据解调输出模块，用于将不同OAM载波信号所传输的不同幅相星座点信息解调出所述输入的比特信息。