[发明专利]新型OAM波束产生装置

权利要求书

1. 一种新型OAM波束产生装置，其特征在于包括第一基板、第二基板、接地板、N个辐射贴片和馈电网络，第一基板和第二基板为绝缘介质基板，接地板为导电介质接地板；第一基板的背面、接地板和第二基板的正面依次贴合；N个辐射贴片布置在第一基板的正面，馈电网络布置在第二基板的背面；N 个辐射贴片组成 N 阵元的圆形天线阵列，且N个辐射贴片的中心位置在同一圆周上，所述圆周的半径为谐振频率所对应的波长的 0.35~0.8 倍；辐射贴片为线极化天线；馈电网络的输入端为信号输入端口，馈电网络的输出端分别连接各个辐射贴片，N 为自然数；通过将第1~第N个辐射贴片各自旋转角度X₁~X_N，并通过馈电网络补充馈送对应的额外相位，从而产生模式数为l的OAM波束，所述l为正整数，且；所述辐射贴片按顺时针方向或者逆时针方向连续编号，N为辐射贴片的个数；针对旋转角度和对应的额外相位，具体为采用如下步骤进行计算：

（1）采用如下公式计算第i个辐射贴片的旋转角度：

式中X_i为第i个辐射贴片的旋转角度，，fix(a,b)定义为取a/b

的整数部分的函数，是传统相控均匀圆阵产生OAM波束时第i个辐射贴片馈送信号的相对相位且，i=1,2,…,N；

（2）采用如下公式计算第i个辐射贴片的馈电线路需要馈送的对应的额外相位：

式中为第i个辐射贴片的馈电线路需要馈送的对应的额外相位，mod(a,b)定义为取a/b的余数部分的函数。

2.根据权利要求1所述的新型OAM波束产生装置，其特征在于辐射贴片的馈电方式为同轴线中心馈电。

3.根据权利要求2所述的新型OAM波束产生装置，其特征在于所述的馈电网络为微带线馈电网络。

4.根据权利要求3所述的新型OAM波束产生装置，其特征在于所述的微带线馈电网络上设置有若干处三角形切口，用于减小微带线在拐角处不连续所引起的反射和辐射。

5.根据权利要求4所述的新型OAM波束产生装置，其特征在于所述的线极化天线的馈电为同轴线中心馈电。

6.根据权利要求5所述的新型OAM波束产生装置，其特征在于所述的线极化天线为矩形辐射贴片，矩形辐射贴片上开有U型槽，U型槽所在的矩形的对称中心与矩形辐射贴片的对称中心重合，且U型槽的有效长度L满足如下公式：

式中L为U型槽的有效长度，为波导波长，c为真空中的光速，f₀为谐振频率，为介质基片的有效介电常数且，为介质基片的相对介电常数。