[发明专利]一种产生涡旋电磁波的单极子天线阵列及其馈电系统

摘要

本发明公开了一种产生涡旋电磁波的单极子天线阵列及其馈电系统，属于无线通信技术领域。本发明包括介质基板、接地面、馈电系统和单极子天线阵列。所述介质基板是形状为圆形的绝缘介质基板，其表面上方是由金属材料印刷而成的微带电路。微带电路主要分为两个部分，一部分是1路分N路的馈电系统，另一个部分是由1/4波长金属贴片作为阵元组成的N阵元单极子天线阵列。本发明实现了一种体积小、易生产、具有平面结构、易集成的产生涡旋电磁波的天线。同时还设计了一套完整的馈电系统，解决了阵列天线的馈电问题，只需在输入端口施加激励即可得到所需的OAM模态，方便操作，使用简单。

主权项

一种由产生涡旋电磁波的单极子天线阵列构成的装置，其特征在于，包括：半径为R的圆形绝缘介质基板(10)，其上表面是由金属材料印刷而成的微带电路，包括N阵元的单极子天线阵列(20)，以及一个输入端口、N个输出端口的馈电系统(30)；下表面是半径为r的圆形接地板(40)，其中r<R，其圆心与介质基板(10)的圆心重合，r的取值使得接地板恰好覆盖馈电电路；εr是介质基板的相对介电常数，H为介质基板的厚度，f为天线的工作频率；λ0为频率对应的自由空间波长；馈电系统由功率分配器(31)和不同长度的微带线(32)组成，其中微带线的长度不同是为了达到相位延迟输出的作用；N个输出端口均匀等间隔地排布在半径为r的圆周上并与单极子天线阵列的N个阵元相连接；从输入端口馈入信号，N个阵元通过馈电系统的N个输出端口被馈以幅度相等，相位相继相差2πl/N的信号，从而在天线的传播方向上产生模式数为l的涡旋电磁波，其中模式数l是满足|l|＜N/2的整数。