[发明专利]用于产生涡旋电磁波的阵列天线

权利要求书

1.一种用于产生单模态涡旋电磁场的阵列天线，包括8个阵列单元(T)、馈电网络(K)、介质基板(J)、同轴探针(Z)和金属地板(G)，8个阵列单元(T)和馈电网络(K)均印制在介质基板(J)的上表面，金属地板(G)印制在介质基板(J)的下表面，其特征在于：

所述的8个阵列单元(T)结构相同，每个阵列单元均采用底端开槽的矩形贴片，且各阵列单元等间隔的绕同轴探针(Z)所在位置组成圆形阵列；

所述的馈电网络(K)，设有1个输入端口和8个输出端口，该输入端与同轴探针(Z)连接，以实现同轴探针(Z)对馈电网络(K)的馈电；该8个输出端口依次与8个阵列单元(T)对应连接，以实现馈电网络(K)对阵列单元(T)的馈电。

2.根据权利要求1所述的阵列天线，其特征在于：各阵列单元(T)的中心距同轴探针(Z)的距离R为阵列天线工作波长λ。

3.根据权利要求1所述的阵列天线，其特征在于：馈电网络(K)包括两个第一λ/4阻抗匹配器(2)、四个第二λ/4阻抗匹配器(4)、两个第一过渡枝节(1)、四个第二过渡枝节(3)和八个差相馈电枝节(5，6，7，8，9，10，11，12)，每两个过渡枝节(3)的一端连接组成两对过渡枝节，每两个差相馈电枝节的一端连接，组成四对差相馈电枝节，即第一差相馈电枝节(5)与第二差相馈电枝节(6)的一端连接组成第一对差相馈电枝节，第三差相馈电枝节(7)与第四差相馈电枝节(8)的一端连接组成第二对差相馈电枝节，第五差相馈电枝节(9)与第六差相馈电枝节(10)的一端连接组成第三对差相馈电枝节，第七差相馈电枝节(11)与第八差相馈电枝节(12)的一端连接组成第四对差相馈电枝节。

4.根据权利要求3所述的阵列天线，其特征在于：两个第一λ/4阻抗匹配器(2)关于同轴探针(Z)所在位置上下对称；四个第二λ/4阻抗匹配器(4)关于同轴探针(Z)所在位置上下，左右对称；两个第一过渡枝节(1)关于同轴探针(Z)所在位置上下对称；四个第二过渡枝节(3)关于同轴探针(Z)所在位置上下，左右对称。

5.根据权利要求3所述的阵列天线，其特征在于：

第一λ/4阻抗匹配器(2)和第二λ/4阻抗匹配器(4)均为矩形结构的微带传输线，长度均为λ/4；

第一λ/4阻抗匹配器(2)的特性阻抗为第二λ/4阻抗匹配器(4)的特性阻抗为其中，Z₁为一个第一过渡枝节的特性阻抗，Z₂为一对第二过渡枝节并联的特性阻抗，Z₀为一个第二过渡枝节的特性阻抗，Z₃为一对差相馈电枝节并联的输入阻抗，且四对差相馈电枝节(5，6)、(7，8)、(9，10)、(11，12)的并联输入阻抗相等。

6.根据权利要求3所述的阵列天线，其特征在于：八个差相馈电枝节(5，6，7，8，9，10，11，12)均为蛇形结构的微带传输线，其中，第一差相馈电枝节(5)与第五差相馈电枝节(9)，第二差相馈电枝节(6)与第六差相馈电枝节(10)，第三差相馈电枝节(7)与第七差相馈电枝节(11)，第四差相馈电枝节(8)与第八差相馈电枝节(12)这四组差相馈电枝节均关于同轴探针(Z)所在位置180°旋转对称。

7.根据权利要求3所述的阵列天线，其特征在于：每个差相馈电枝节的拐角处设有半径为r的圆弧切角，该圆弧切角半径为r＝3.7mm。

8.根据权利要求3所述的阵列天线，其特征在于：第一过渡枝节(1)与第一λ/4阻抗匹配器(2)对应连接，第一λ/4阻抗匹配器(2)与每对第二过渡枝节(3)对应连接，第二过渡枝节(3)与第二λ/4阻抗匹配器(4)对应连接，第二λ/4阻抗匹配器(4)与每对差相馈电枝节对应连接，即四个第二λ/4阻抗匹配器(4)分别与四对差相馈电枝节(5，6)，(7，8)，(9，10)，(11，12)对应连接。