[发明专利]用于产生多模态OAM涡旋电磁波束的微带相控阵列天线

摘要

本发明提供一种用于产生多模态OAM涡旋电磁波束的微带相控阵列天线，包括，从上往下依次连接的第一板，第二板和第三板；第一板包括，第一介质层，覆盖在第一介质层上表面的天线层；第二板包括，第二介质层，覆盖在第二介质层上表面的耦合层，以及覆盖在第二介质层下表面的接地层；第三板包括，第三介质层，覆盖在第三介质层下表面的相位控制微带线层。本发明提供的用于产生多模态OAM涡旋电磁波束的微带相控阵列天线，通过控制馈源相位以产生多种模态轨道角动量涡旋电磁波束，简化了馈源系统，且降低了生产成本。

主权项

1.一种用于产生多模态OAM涡旋电磁波束的微带相控阵列天线，其特征在于，包括，从上往下依次连接的第一板，第二板和第三板；所述第一板包括，第一介质层，覆盖在所述第一介质层上表面的天线层；所述第二板包括，第二介质层，覆盖在所述第二介质层上表面的耦合层，以及覆盖在所述第二介质层下表面的接地层；所述第三板包括，第三介质层，覆盖在所述第三介质层下表面的相位控制微带线层；所述天线层包括由24个天线单元组成的天线阵，每个所述天线单元为圆形贴片天线单元，所述24个天线单元覆盖在所述第一介质层上形成内层和外层，且其中8个天线单元均匀分布形成内层，以及16个天线单元均匀分布形成外层，所述内层和所述外层的圆心相同，所述内层上的任一天线单元的圆心与内层的圆心的距离为内层半径，所述外层上的任一天线单元的圆心与外层的圆心的距离为外层半径，且所述内层半径为29.5mm，所述外层半径为59.5mm；所述耦合层包括24个耦合微带线，所述24个耦合微带线的位置分布与所述24个天线单元相对应，一个耦合微带线唯一对应于一个天线单元，且每个所述耦合微带线的中心与其对应的天线单元的圆心处于同一纵向线上，每个所述耦合微带线为矩形，且长为12mm，宽为1.515mm，每个所述耦合微带线远离内层中心的位置处设置有一个馈电点，且每个所述馈电点的直径为1mm；所述第二介质层上设置有24个第一过孔，每个所述第一过孔的直径为1mm，所述24个第一过孔的位置分布与24个馈电点相对应，一个第一过孔唯一对应于一个馈电点，且每个所述第一过孔的中心与其对应的馈电点的中心处于同一纵向线上；所述接地层上设置有24个第二过孔，每个所述第二过孔的直径为3mm，所述24个第二过孔的位置分布与24个馈电点相对应，一个第二过孔唯一对应于一个馈电点，且每个所述第二过孔的中心与其对应的馈电点的中心处于同一纵向线上；所述第三介质层上设置有24个第三过孔，每个所述第三过孔的直径为1mm，所述24个第三过孔的位置分布与24个馈电点相对应，一个第三过孔唯一对应于一个馈电点，且每个所述第三过孔的中心与其对应的馈电点的中心处于同一纵向线上，所述第三介质层上处还设置有一接地过孔，所述接地过孔的直径为1mm；所述相位控制微带线层上设置有24个第四过孔，每个所述第四过孔的直径为1mm，所述24个第四过孔的位置分布与24个馈电点相对应，一个第四过孔唯一对应于一个馈电点，且每个所述第四过孔的中心与其对应的馈电点的中心处于同一纵向线上；所述相位控制微带线层上均匀分布有8条内层微带线，且每两条内层微带线之间设置一外层微带线；每条所述内层微带线上设置有第一开关二极管组，且每条所述内层微带线的一端连接于原点，另一端连接于内层上的一个对应位置处的第四过孔；每条所述外层微带线上设置有串联连接的第二开关二极管组和第三开关二极管组，且每条所述外层微带线的一端连接于所述原点，另一端连接于外层上的第四过孔，且所述第三开关二极管组的两端分别连接两个相邻的第四过孔；每个第四过孔处的微带线通过馈电导体依次穿过所述第三介质层、所述接地层、所述第二介质层与所述耦合层上的对应的馈电点固定连接，且所述馈电导体的直径为1mm，其中，所述微带线包括内层微带线和外层微带线；同轴馈源内导体与原点处连接，同轴馈源外导体穿过所述接地过孔与所述接地层固定连接。