[发明专利]基于调相的方向可控混合模态涡旋波束产生装置

摘要

本发明提出一种基于调相的方向可控混合模态涡旋波束产生装置，用于解决现有混合模态涡旋波束产生装置存在的涡旋波束传输方向不可控以及馈电网络设计难度较大的技术问题，包括由N个沿圆周均匀分布的微带天线单元组成的环状阵列，N≥8，微带天线单元包括介质基板(1)、分别印制在介质基板(1)上表面的微带贴片(2)和下表面的地板(3)，所述微带贴片(2)与地板(3)通过同轴馈线(4)连接，通过改变传输方向的方位角和俯仰角θ与涡旋波束的混合模态值lk，计算出各单元同轴馈线(4)的馈电相位，实现方向可控混合模态涡旋波束产生。本发明扩大了混合模态涡旋波束的覆盖范围，可应用于无线通信与雷达成像中。

主权项

1.一种基于调相的方向可控混合模态涡旋波束产生装置，其特征在于：包括由N个沿圆周均匀分布的微带天线单元组成的圆环状阵列，N≥8，所述微带天线单元包括介质基板(1)、分别印制在介质基板(1)上表面的微带贴片(2)和下表面的地板(3)，所述微带贴片(2)与地板(3)通过同轴馈线(4)连接；所述N个微带天线单元中各同轴馈线(4)所提供激励信号的幅度相同，各同轴馈线(4)所提供激励信号的相位通过如下公式确定：其中，λ为微带天线单元中心工作频率的波长，j为虚数单位，为第i个微带天线单元几何中心位置所对应的矢径，为混合模态涡旋波束所指方向的单位矢量，k为混合模态涡旋波束中包含的每个单模态涡旋波束的编号，M为单模态涡旋波束的总个数，l_k为第k个单模态涡旋波束所具有的模态值，|l_k|＜N/2，Φ为坐标变换的中间变量，其计算公式为：其中，x_i与y_i分别为第i个微带天线单元几何中心位置在直角坐标系中的横坐标和纵坐标，和θ分别为混合模态涡旋波束的方向在球坐标系中的方位角和俯仰角，