近场通信中的 Airy 光束：基础、潜力与局限

在下一代无线网络中，电气大型发射天线与高频传输的组合会扩展发射器周围的辐射近场区域。在该区域，与远场不同，波前为非平面，这为形状和驾驶所需方式的传输波束提供了额外的自由度。本文聚焦于 Airy 光束，这些光束在近场区域可能 exhibits several highly desirable properties。理想情况下，这些光束遵循自加速（弯曲）轨迹，通过自修复展现出对扰动的韧性，并在沿传播方向的所有垂直平面上保持一致的强度轮廓，实现有效的无衍射。具体而言，我们首先呈现由连续孔径场分布辐射的自加速光束的基本原理。然后，我们讨论了 Airy 光束生成的若干挑战，包括由于有限能量约束导致的指数衰减以及孔径的空间截断。此外，我们检查了它们的自由空间传播特性。论文的第二部分关注 Airy 光束在非直线-of-sight (NLoS) 场景中的传播行为。还 presented Airy 光束与高斯光束的比较。我们的理论和数值结果表明，在某些 NLoS 信道中，Airy 光束在保持其关键特性（即沿抛物线轨迹的自加速和无衍射传播）时，可能对高斯光束提供性能优势。在有障碍物的情况下，这需要接收器与发射器之间视线区域的孔径部分足够大。