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涡旋波加热是目前电离层加热试验技术研究的一个热点，但主要侧重于试验现象的分析和解释，对涡旋加热波传播特性及空间场分布特性的讨论很少．文章从菲涅耳衍射理论出发，利用厄米-高斯模和拉盖尔-高斯模的相互转换关系，对电离层涡旋加热波在自由空间的传播特性进行了理论分析，推导了其解析表达式．结果表明涡旋电磁波在传播时，可保持自身表达形式的不变性．依据解析表达式，仿真分析了涡旋波空间幅相分布与拉盖尔-高斯模阶数的关系，给出了涡旋场峰值波束指向的求解方法和公式．这些结论为利用涡旋波深入开展电离层加热研究，实现可控的涡旋加