[实用新型]一种轨道角动量天线

说明书

技术领域

本实用新型属于天线技术领域，具体涉及一种轨道角动量天线。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，无线通讯设备在人们的日常生活中随处可见。在无线通信设备内置天线的各类天线形式中，倒倒F天线因具有体积小、结构简单、易于匹配和天线制作成本低等优点，被广泛应用无线局域网系统。

近年来，无线局域网(Wireless Local Area Networks，WLAN)得到了较为广泛的应用，WLAN是基于IEEE802.11标准，其可用于进行传输数据、音频和视频信号等。目前，WLAN主要工作频段为2.45GHz频段(2.4-2.484GHz)、5.2GHz频段(5.15-5.35GHz)以及5.8GHz频段(5.725-5.825GHz)。

目前，轨道角动量光束在光通信、光学成像和量子纠缠等众多领域取得了广泛的应用。与传统的复用方式有所不同，以轨道角动量作为复用资源时选取其模式数作为调制的参数，具有不同模式的涡旋电磁波之间相互正交，从而形成多个轨道角动量信道，最终实现在同一时间、同一空间、同一频段上传输多路信号，能够极大地提高无线通信系统的频谱利用率和系统容量。

现阶段，随着无线通讯设备的广泛应用，而电磁频谱资源具有有限性，使得无线通信频谱资源利用率较低和通信系统容量不足的问题日益凸显。因此，研究如何产生微波段轨道角动量波束，从而实现将多路信号综合在同一传输路径上进行传输成为了现阶段需要解决的关键问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出一种轨道角动量天线，其能够实现产生模式数为L＝1轨道角动量波束，天线各辐射单元之间隔离度高，能够使得天线工作在5.15-5.5.43GHz频段。

实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种轨道角动量天线，包括介质基板、四个天线辐射单元、馈电端口；

所述介质基板的上表面和下表面均设有接地面；

所述四个天线辐射单元均为倒F型天线辐射单元，各天线辐射单元沿着介质基板的外边缘等间隔顺次放置于介质基板上未被接地面覆盖的区域，且相邻天线辐射单元之间的角度差为90度，且各天线辐射单元分别通过第一短路接线和第二短路接线与介质基板上表面的接地面相连；

所述馈电端口设于介质基板的上表面，且分别与各天线辐射单元相连，用于为天线辐射单元馈电。

进一步地，所述相邻两个天线辐射单元中，后一个天线辐射单元的摆放角度由前一个辐射单元顺时针旋转90度得到。

进一步地，所述接地面设于介质基板的中间位置，与介质基板同轴设置。

进一步地，所述介质基板上表面的接地面为八边形结构。

进一步地，所述介质基板为圆形，由FR4材料制成。

进一步地，所述介质基板下表面的接地面的形状与介质基板的形状相同。

进一步地，所述接地面的材料为铜。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提出一种轨道角动量天线，通过对其中的四个天线辐射单元进行等幅异相馈电，相邻天线辐射单元之间的馈电相位差为90°，使得天线能够实现产生模式数为L＝1轨道角动量波束；各相邻天线辐射单元在空间上垂直放置，实现了高隔离度，使得各天线辐射单元低干扰工作，且工作在5.15-5.43GHz频段。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的轨道角动量天线的上表面结构示意图；

图2是第一天线辐射单元的结构示意图；

图3是图1中轨道角动量天线的下表面结构示意图；

图4是天线在馈电端口馈电的情况下各天线辐射单元的回波损耗仿真曲线图；

图5是天线在馈电端口馈电的情况下各天线辐射单元之间隔离度仿真曲线图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面结合附图对本实用新型的应用原理作详细的描述。

如图1-3所示，一种轨道角动量天线，包括介质基板9、四个天线辐射单元、馈电端口3；

所述介质基板9的上表面和下表面均设有接地面8；优选地，所述接地面8设于介质基板9的中间位置，与介质基板9同轴设置；