[发明专利]基于单层电磁超表面的高增益轨道角动量阵列天线

权利要求书

1.一种基于单层电磁超表面的高增益轨道角动量阵列天线，包括介质基板(1)，金属地板(2)和天线阵元(3)；其特征在于，还包括设置在金属地板(2)上方的单层电磁超表面(4)，单层电磁超表面(4)由附着在介质板(41)上沿X，Y轴二维周期排布的P1×P2个电磁超表面单元(42)组成，P1，P2为正整数，排布间隔距离为P；所述介质基板(1)的下表面附着有金属地板(2)，上表面附着有N个天线阵元(3),N为大于2L的正整数，L表示轨道角动量的模态数；天线阵元(3)通过馈电金属柱(31)与金属地板(2)上的输入端口(21)相连。

2.根据权利要求1所述的基于单层电磁超表面的高增益轨道角动量阵列天线，其特征在于，所述介质基板(1)的相对介电常数为ε_r，厚度为h，ε_r的取值范围为2-10，h的取值范围为0.5mm-3mm。

3.根据权利要求1所述的基于单层电磁超表面的高增益轨道角动量阵列天线，其特征在于，所述介质基板(1)，金属地板(2)为圆形或者正K边形，K为大于3的正整数。

4.根据权利要求1所述的基于单层电磁超表面的高增益轨道角动量阵列天线，其特征在于,所述天线阵元(3)的形状是M边形或者圆形,M为大于3的正整数，所述天线阵元(3)沿半径为R的圆周均匀等间隔的排布在介质基板(1)的上表面,R>0.6λ，λ表示天线阵元(3)在工作频率处的波长。

5.根据权利要求1所述的基于单层电磁超表面的高增益轨道角动量阵列天线，其特征在于,所述单层电磁超表面(4)设置于金属地板(2)上方,两者之间的距离在范围λ/4-λ内选取。

6.根据权利要求1所述的基于单层电磁超表面的高增益轨道角动量阵列天线，其特征在于，所述输入端口(21)是蚀刻在金属地板(2)上的圆形孔，输入端口(21)与馈电金属柱(31)同轴。

7.根据权利要求1所述的基于单层电磁超表面的高增益轨道角动量阵列天线，其特征在于,所述排布间隔距离P的取值范围为λ/4-λ/2。

8.根据权利要求1所述的基于单层电磁超表面的高增益轨道角动量阵列天线，其特征在于,所述介质板(41)的相对介电常数为ε_r，厚度为T，ε_r的取值范围为2-10，T的取值范围为0.5mm-3mm。

9.根据权利要求1所述的基于单层电磁超表面的高增益轨道角动量阵列天线，其特征在于,所述电磁超表面单元(42)是栅格形、圆形、正V边形中的任意一种形状,V为大于3的正整数。