[发明专利]一种用于轨道角动量无线通信模式的四维天线阵

摘要

本发明公开了一种用于轨道角动量无线通信模式的四维天线阵,这种四维天线阵形式可以同时产生多种轨道角动量(OAM)模式的方法。四维圆环天线阵基本结构包括天线单元、高速射频开关、功分器和FPGA电路板等。本发明最大的创新在于考虑到轨道角动量模式弱场区域的存在对模式传输距离的影响，提出针对四维圆环天线阵同时产生多种OAM模式这一方法采用“‑1—1”开关形式与“0—1”开关形式相比具有明显优势，并且给出采用“‑1—1”开关形式下的最佳时序，保证每个开关在一个时间周期内按顺序导通至状态“1”，并且每个开关导通至状态“1”的时间长度相同。针对弱场区域对OAM模式传输的影响给出接收区域的大小、接收区域相对于天线距离以及准确的计算模式数三者之间的关系，以便于准确接收需要的模式。

主权项

1.一种用于轨道角动量无线通信模式的四维天线阵，其特征在于，包括天线单元均匀分布组成的圆环天线阵列、高速射频开关、功率分配器和FPGA电路板，其中每个天线单元分别连接一个高速射频开关，FPGA电路板基于预设的开关导通时序控制高速射频开关的周期性通断，产生对应的不同阶OAM模式；功率分配器经高速射频开关与各天线单元相连；所述开关导通时序用于实现每个开关在一个开关时间调制周期内按顺序依次导通至预设开关状态，并且每个开关导通至预设开关状态的导通时间相同；并基于各阶OAM模式的弱场区域，确定各阶OAM模式下的接收位置相对于四维圆环天线阵的垂直距离与接收区域大小的关系，用于在不同接收位置接收各阶OAM模式时准确的设置接收区域的大小，便于准确接收需要的各阶OAM模式。