科技导报

作者：司黎明, 陈玉渊, 沈琦涛, 党晨阳, 马天宇, 孙厚军

单位：1北京理工大学集成电路与电子学院，北京100081；2临近空间环境特性及效应全国重点实验室，北京100081；3北京理工大学唐山研究院，唐山063000；4毫米波全国重点实验室，南京210096；5深圳北理莫斯科大学工程系，深圳518172；

关键词：涡旋波,轨道角动量,通信技术,智能超表面

基金：国家自然科学基金项目(62271056)

在数字经济快速发展和万物互联愿景的驱动下，全球移动通信系统正加速向第6代移动通信（6G）演进。超高清全息交互、数字孪生，以及空天地一体化网络等新兴应用场景，对通信系统容量与传输速率提出了更为严苛的要求[1]。随着数据业务呈指数级增长，频谱资源稀缺已成为制约无线通信技术持续发展的关键瓶颈，传统基于时域、频域与码域的资源利用效率逐步逼近香农极限[2]。在现有以正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing，OFDM）和多输入多输出（multiple input multiple output，MIMO）为核心的技术体系下，单纯依赖扩展带宽或增加天线规模来提升系统容量，受到物理尺寸与能耗的双重约束，难以有效弥补未来通信面临的“容量鸿沟”[3]。因此，在有限频谱资源条件下挖掘新的物理维度以构建多模态传输机制，探索独立于频率、时间及极化之外的新型自由度，已成为学术界与工业界亟待突破的重要方向[4]。在此背景下，通信技术亟需由传统平面波传输模式向高维空间结构化电磁波方向拓展，以实现频谱利用效率的跨越式提升[5]。

来源：2026年第9期

《科技导报》期刊编辑部

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