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Produktbild: Electromagnetic Vortices

Electromagnetic Vortices Wave Phenomena and Engineering Applications

Aus der Reihe IEEE Press Series on Electromagnetic Wave Theory and Applications

174,99 €

inkl. gesetzl. MwSt., Versandkostenfrei

Beschreibung

Produktdetails

Einband

Gebundene Ausgabe

Erscheinungsdatum

09.12.2021

Herausgeber

Zhi Hao Jiang + weitere

Verlag

John Wiley & Sons

Seitenzahl

496

Maße (L/B/H)

26/18,3/3,1 cm

Gewicht

1125 g

Auflage

1. Auflage

Sprache

Englisch

ISBN

978-1-119-66282-2

Beschreibung

Produktdetails

Einband

Gebundene Ausgabe

Erscheinungsdatum

09.12.2021

Herausgeber

Verlag

John Wiley & Sons

Seitenzahl

496

Maße (L/B/H)

26/18,3/3,1 cm

Gewicht

1125 g

Auflage

1. Auflage

Sprache

Englisch

ISBN

978-1-119-66282-2

Herstelleradresse

Libri GmbH
Europaallee 1
36244 Bad Hersfeld
DE

Email: gpsr@libri.de

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  • Produktbild: Electromagnetic Vortices

  • About the Editors xv

    List of Contributors xvii

    Preface xxi

    Part I Fundamentals and Basics of Electromagnetic Vortices 1

    1 Fundamentals of Orbital Angular Momentum Beams: Concepts, Antenna Analogies, and Applications 3
    Anastasios Papathanasopoulos and Yahya Rahmat-Samii

    1.1 Electromagnetic Fields Carry Orbital Angular Momentum 3

    1.2 OAM Beams; Properties and Analogies with Conventional Beams 4

    1.2.1 Laguerre-Gaussian Modes 5

    1.3 Communicating Using OAM: Potentials and Challenges 10

    1.3.1 OAM Communication Link Scenarios and Technical Barriers 11

    1.3.2 OAM Emerging Applications and Perspectives 14

    1.3.2.1 Free-space Communications 14

    1.3.2.2 Optical Fiber Communications 17

    1.4 OAM Generation Methods 20

    1.5 Summary and Perspectives 22

    Appendix 1.A OAM Far-field Calculation 23

    References 26

    2 OAM Radio - Physical Foundations and Applications of Electromagnetic Orbital Angular Momentum in Radio Science and Technology 33
    Bo Thidé and Fabrizio Tamburini

    2.1 Introduction 33

    2.2 Physics 34

    2.2.1 The Classical Electromagnetic Field 34

    2.2.2 Electrodynamic Observables 36

    2.2.2.1 Behavior at Very Long Distances 41

    2.3 Implementation 45

    2.3.1 Wireless Information Transfer with Linear Momentum 46

    2.3.2 Wireless Information Transfer with Angular Momentum 48

    2.3.2.1 Spin Angular Momentum vs. Orbital Angular Momentum 50

    2.3.2.2 Angular Momentum Transducers 50

    2.3.2.3 Electric Hertzian Dipoles 52

    2.3.3 Astronomy Applications 58

    Appendix A 61

    2.A.1 Theory 61

    2.A.1.1 Classical Majorana-Oppenheimer Formalism and Its Affinity to First Quantization Formalism 61

    2.A.1.1.1 Riemann-Silberstein Electromagnetic Potentials and Fields 63

    A.1.1.1 Purely Electric Sources 66

    A.1.1.2 Useful Approximations 67

    A.1.2.1 The Paraxial Approximation 68

    A.1.2.2 The Far-Zone Approximation 70

    2.A.2 Poincaré Invariants and Conserved Quantities of the EM Field 74

    A.2.1 Energy 74

    A.2.2 Linear Momentum 76

    A.2.2.1 Gauge Invariance 78

    A.2.2.2 First Quantization Formalism 79

    A.2.3 Angular Momentum 80

    A.2.3.1 Gauge Invariance 82

    A.2.3.2 First Quantization Formalism 83

    References 84

    Part II Physical Wave Phenomena of Electromagnetic Vortices 97

    3 Generation of Microwave Vortex Beams Using Metasurfaces 99
    Jia Yuan Yin and Tie Jun Cui

    3.1 Introduction 99

    3.2 Metasurfaces for Vortex-beam Generation 100

    3.2.1 Reflective Metasurfaces for Vortex-beam Generation 101

    3.2.2 Transmission Metasurfaces for Vortex-beam Generation 108

    3.2.3 Planar Metasurfaces for Vortex-beam Generation 110

    3.2.4 Metasurfaces for Modified Vortex-beam Generation 112

    3.2.5 One-dimensional Metasurface for Vortex-beam Generation 113

    3.3 Conclusion 114

    Acknowledgments 114

    References 115

    4 Application of Transformation Optics and 3D Printing Technology in Vortex Wave Generation 121
    Jianjia Yi, Shah Nawaz Burokur, and Douglas H. Werner

    4.1 Introduction 121

    4.2 Theoretical Basis of Transformation Optics and 3D Printing 121

    4.2.1 The Concept and Development of Transformation Optics 121

    4.2.2 An Overview of 3D Printing Techniques 125

    4.3 Several Applications of Transformation Optics in Vortex Waves 128

    4.3.1 All-Dielectric Transformed Material for the Generation of OAM Beams 128

    4.3.2 All-dielectric Metamaterial Medium for Collimating OAM Vortex Waves 137

    4.3.3 A Transformation Optics-Based Lens for Horizontal Radiation of OAM Vortex Waves 147

    4.4 Conclusions 153

    References 154

    5 Millimeter-Wave Transmit-Arrays for High-Capacity and Wideba