[发明专利]一种集成化低剖面的低副瓣OAM天线

权利要求书

1.一种集成化低剖面的低副瓣OAM天线，其特征在于，包括：OAM激发超表面(1)、馈源天线(2)和极化板超表面(3)，

OAM激发超表面(1)包括多个反射型超表面单元，每个反射型超表面单元均包括依次层叠设置的金属贴片层(11)、第一介质层(12)和第一金属地板层(13)，金属贴片层(11)包括两个开口相对且镜像对称设置的弧形金属片，两个弧形金属片的中点通过一个金属条相连，该金属条与第一介质层(12)的一条对角线重合；

馈源天线(2)包括依次层叠设置的辐射超表面、F-P谐振腔(23)和耦合层，

极化板超表面(3)包括第四介质层(31)，第四介质层(31)两面均设有金属带条层(32)，

多个反射型超表面单元呈矩形阵列的形式围绕在馈源天线(2)的四周，将OAM激发超表面(1)与馈源天线(2)集成在一起，极化板超表面(3)的一个金属带条层(32)与馈源天线(2)的辐射超表面相对，且二者之间留有空隙。

2.根据权利要求1所述的一种集成化低剖面的低副瓣OAM天线，其特征在于，

第一介质层(12)的材料为F₄B350，介电常数为3.5，损耗角正切为0.001，厚度为3mm；

第一金属地板层(13)为PEC金属反射板；

反射型超表面单元的周期为6mm。

3.根据权利要求1所述的一种集成化低剖面的低副瓣OAM天线，其特征在于，辐射超表面包括层叠设置的辐射层和第二介质层(22)，辐射层包括呈4×4矩形阵列排布的16个矩形PEC贴片(21)，第二介质层(22)与F-P谐振腔(23)相邻。

4.根据权利要求3所述的一种集成化低剖面的低副瓣OAM天线，其特征在于，第二介质层(22)的材料为F₄B350，介电常数为3.5，损耗角正切为0.001。

5.根据权利要求1所述的一种集成化低剖面的低副瓣OAM天线，其特征在于，耦合层包括依次层叠设置的第二金属地板层(24)、第三介质层(25)和电磁能量引入层(26)，

第二金属地板层(24)的中心位置开有一条矩形缝隙，该矩形缝隙与第二金属地板层(24)的边相互平行，

电磁能量引入层(26)包括矩形的微带线和扇形的巴伦匹配结构，微带线的一端与巴伦匹配结构的圆心处相连，

第二金属地板层(24)与F-P谐振腔(23)相邻。

6.根据权利要求5所述的一种集成化低剖面的低副瓣OAM天线，其特征在于，第三介质层(25)的材料为F₄B265，介电常数为2.65，损耗角正切为0.001，厚度为0.5mm。

7.根据权利要求1所述的一种集成化低剖面的低副瓣OAM天线，其特征在于，第四介质层(31)两面的金属带条层(32)镜像对称，

金属带条层(32)包括多条相互平行排布的金属条，相邻两个金属条之间留有1mm的空隙，多条金属条均与第四介质层(31)的边平行。

8.根据权利要求1所述的一种集成化低剖面的低副瓣OAM天线，其特征在于，

当反射型超表面单元的旋转角度为45度时，超表面单元的琼斯矩阵为：

当反射型超表面单元的旋转角度为-45度时，超表面单元的琼斯矩阵为：

其中，j为虚数。

9.根据权利要求1所述的一种集成化低剖面的低副瓣OAM天线，其特征在于，

OAM激发超表面(1)与极化板超表面(3)之间的距离为95mm。

10.根据权利要求9所述的一种集成化低剖面的低副瓣OAM天线，其特征在于，

OAM激发超表面(1)的尺寸为280mm×280mm×3mm。