[实用新型]一种由共面波导构造的OAM发生器及其复用装置

说明书

技术领域

本实用新型属于无线通信技术领域，具体涉及一种可用于在微波频段发射和接收OAM螺 旋波束的由共面波导构造的OAM发生器及其复用装置。

背景技术

随着有线接入向无线接入转移，如何高效地利用无线电频谱越来越引起人们的重视。为 提高频谱利用率，IEEE组织于2004和2005年分别成立了802.22、802.16h和1900等针对 动态频谱接入的标准工作组；2008年，García-Escartín等人研究了基于光子OAM的量子复 用问题，分析了基于合路器和多路器的量子信道复用方式；2012年，Thide′等人在2.4GHz 频段通过实验证实，在其它电波参数都相同的情况下，OAM螺旋波束可提供多个相互独立的 无线信道；2013年，大唐电信5G白皮书将OAM复用列为下一代通信系统可能采用的标准传 输技术之一；2014年，Wang等人示范了加入OAM复用的通信系统，该系统的频谱利用率达到 了230bits·s^-1·Hz^-1，远高于当前推广的4G技术。与其它频分、时分、码分、空分、极化等多 址方式不同，OAM多址是将OAM模式不同的载波提供给不同的用户进行访问。理论上，即使 在载波频率、时间、空间、码片以及极化状态都相同的情况下，OAM通信系统仍然能够提供 无穷多的OAM信道。

作为各种OAM应用技术的基础，如何简单高效地生成OAM波束是一个重要的问题，尤其 对于中低频无线电应用而言，目前可供采用的OAM生成方法尚显稀少，已公开OAM发生器仅 有以下四种类型：圆环形相控天线阵、修正抛物面天线、圆形或椭圆形贴片圆极化天线、圆 环形行波天线。类似于圆环形行波天线思想，本实用新型提供了一种由共面波导构造的OAM 发生器及其复用装置，其具有OAM模式重构和复用的能力，且结构简单易于实现。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单易实现，且具备模式重构和复用能力的由共面 波导构造的OAM发生器及其复用装置。

本实用新型的目的是这样实现的，包括顺序重叠设置的圆环形共面波导、介质基板和3dB 正交混合馈电网络，所述介质基板上设置埋孔p1和埋孔p2，所述3dB正交混合馈电网络包 括正交网络、信号输出端口q1、信号输出端口q2、信号输入端口q3和信号输入端口q4，所 述信号输出端口q1通过埋孔p1与圆环形共面波导电气连通，所述信号输出端口q2通过埋孔 p2与圆环形共面波导电气连通，所述埋孔p1和埋孔p2之间的角向距离相差1/4的圆环形共 面波导的波导波长，为圆环形共面波导提供两个幅度相等但相位相差±π/2的激励，令圆环 形共面波导上的传输电流呈现行波特性，从而使圆环形共面波导能够辐射OAM螺旋波束。

所述复用装置包括多个工作在不同OAM模式的圆环形共面波导，所述多个圆环形共面 波导以同心圆环方式共同设置于介质基板上，且采用独立的3dB正交混合馈电网络对每个圆 环形共面波导进行独立馈电；即不同的圆环形共面波导与介质基板背面对应的3dB正交混合 馈电网络通过设置于介质基板上的埋孔电气连通，所述的多个3dB正交混合馈电网络在角向 方向上按圆环方式离散排列，且相互之间保持电气隔离。

本实用新型针对具有巨大应用前景的OAM无线通信技术，提出了一种由共面波导构造的 OAM发生器及其复用装置，所述OAM发生器及其复用装置的结构简单，易于制作集成；对于 构建OAM无线通信系统，促进OAM无线通信的实用化，具有重要的意义。

附图说明

图1为本实用新型中OAM发生器的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的仰视图；

图4为本实用新型中圆环形共面波导的横截面示意图；

图5为本实用新型中复用装置的结构示意图；

图中：1-圆环形共面波导、2-介质基板、3-3dB正交混合馈电网络。

具体实施方式