余振良,刘俊敏,吴昊天,易俊,陈书青,李瑛,陈林.基于光载无线技术的毫米波轨道角动量多维联合调制/解调研究[J].光电子激光,2018,29(1):44~51
基于光载无线技术的毫米波轨道角动量多维联合调制/解调研究
Study of multi-dimension modulation/demodulation of millimeter wave orbi tal angular momentum based on radio-over-fiber technology
投稿时间:2017-04-12  
DOI:
中文关键词:  轨道角动量(OAM)  电磁涡旋  光载无线(ROF)技术
英文关键词:orbital angular momentum (OAM)  electromagnetic vortex  radio-over-fiber (ROF) technology
基金项目:国家自然科学基金(61575127,2)、广东省自然科学基金(2016A030310065,4A030310279)、广东省科技计划(2016B 050501005)、广东教育厅自然科学基金(2015KTSCX124,2015KQNCX146)、 深圳科技基础研究(JCYJ20150324141711651,JCYJ20160422152152634,JCYJ2016032814464)和深圳大学自然科学基金(000059,2016031)资助项目 (1.深圳大学 二维材料光电科技国际联合实验室,教育部和广东省光电设备与系统重点实验室,广东 深圳 518060; 2.湖南大学 微纳光电器件及应用教育部重点实验室,湖南 长沙 410082)
作者单位
余振良 深圳大学 二维材料光电科技国际联合实验室,教育部和广东省光电设备与系统重点实 验室,广东 深圳 518060
湖南大学 微纳光电器件及应用教育部重点实验室,湖南 长 沙 410082 
刘俊敏 深圳大学 二维材料光电科技国际联合实验室,教育部和广东省光电设备与系统重点实 验室,广东 深圳 518060 
吴昊天 湖南大学 微纳光电器件及应用教育部重点实验室,湖南 长 沙 410082 
易俊 湖南大学 微纳光电器件及应用教育部重点实验室,湖南 长 沙 410082 
陈书青 深圳大学 二维材料光电科技国际联合实验室,教育部和广东省光电设备与系统重点实 验室,广东 深圳 518060 
李瑛 深圳大学 二维材料光电科技国际联合实验室,教育部和广东省光电设备与系统重点实 验室,广东 深圳 518060 
陈林 湖南大学 微纳光电器件及应用教育部重点实验室,湖南 长 沙 410082 
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中文摘要:
      提出了一种基于光载无线(ROF)技术的W波段涡旋毫 米波生成及轨道角动量(OAM)多维联合调制 /解调方法。采用ROF技术在光域对微波源进行倍频生成W 波段光学毫米波,并通 过集成光调制 器对光学毫米波的相位和幅度进行调控。通过合理调控圆环天线阵列(CAAs)的辐射毫米波 相移,从而实 现涡旋毫米波的生成以及状态切换。同时,设计了64阶OAM、幅度和 相位的三维联合调制格式, 并通过模拟仿真,成功实现了75Gbit/s高阶联合调制信号的调制/解 调。研究结果表明,OAM 作为一个新 的物理维度不仅可以通过复用来实现传输容量密度的提升,同时也可以作为调制手段实现 传输容量的提 升,在提高无线频谱效率以及保密通信中具有重要的潜在应用价值。
英文摘要:
      In this paper,we propose a method to generate millimeter-wave (mm-w ave) vortex and a communication scheme for W-band mm-wave orbital angular momentum (OAM) multi- dimension modulation and demodulation based on radio-over-fiber (ROF) technology.We empl oy ROF technology in the light field to generate W-band optical mm-wave by frequency multiplicat ion,and we regulate phase and amplitude of the optical mm-wave in the integrated optical modulator.By adj usting the phase shift of mm-wave radiated by circular array antennas,we can achieve the generation and state switching of mm-wave vortex.Meanwhile,we also design a 64-order three-dimensional modu lation format consisting of OAM,phase and amplitude.And through the simulation,the modulation and demo dulation of 75Gbit/s high order joint modulation signal are realized successfully.The results show th at the OAM as a new physical dimension can not only be used to improve the transmission capacity density by m ultiplexing,but also be used to improve the transmission capacity as a modulatio n means.And it has important potential application value in improving wireless spectrum efficiency and secure communica tion.
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