[发明专利]一种轨道角动量天线组件、轨道角动量天线及设计方法

说明书

本发明提供一种轨道角动量天线组件，用于收发微波信号，包括移相部件和第一调节组件，其中，移相部件呈板状结构，用于调节微波信号的传输相位；第一调节组件设置于移相部件的一侧且包括至少一个调节部件，用于接收微波信号；其中，调节部件包括由铁氧体材料制成的基板以及镶嵌于基板上的芯材绕组，基板和芯材绕组用于调节微波信号的传输相位；其中，第一调节组件用于通过改变芯材绕组的形状和改变输入电压调节微波信号的传输相位。可见，使用本发明所描述的，能够通过多部件的组合实现轨道角动量天线的模式可重构。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体而言，涉及一种轨道角动量天线组件、轨道角动量天线及设计方法。

背景技术

目前，随着移动业务的快速发展，无线频谱资源的有限性与其所承载的海量数据业务之间的矛盾日益突出。为解决此矛盾，复用技术得到了广泛应用。特别是近年来，一种新的复用技术——基于轨道角动量(Orbital Angular Momentum，OAM)的复用技术引起了学界的广泛关注。它将传统平面波扭曲成涡旋电磁波，利用不同模态的涡旋电磁波间的正交性增大无线通信容量。作为一种电磁场本身的固有属性，OAM理论上能为无线通信提供除时间、频率和编码外的全新复用自由度，从而极大地扩展频谱资源。

但现有的圆环形阵列天线在产生OAM涡旋波时，馈电网络一般设计成功分移相器来提供相邻阵元所需的相位差，但是馈电网络一旦给定，整个圆环形阵列装置所产生的OAM涡旋波的模态数也就确定了，从而导致了OAM天线的模式重构能力较差。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种轨道角动量天线组件、轨道角动量天线及设计方法，能够通过多部件的组合实现OAM天线的模式可重构。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

第一方面，本发明提供了一种轨道角动量天线组件，用于收发微波信号，所述轨道角动量天线组件包括移相部件和第一调节组件，其中，

所述移相部件呈板状结构，用于调节所述微波信号的传输相位；

所述第一调节组件设置于所述移相部件的一侧且包括至少一个调节部件，用于接收所述微波信号；其中，所述调节部件包括由铁氧体材料制成的基板以及镶嵌于所述基板上的芯材绕组，所述基板和所述芯材绕组用于调节所述微波信号的传输相位；

其中，所述第一调节组件用于通过改变所述芯材绕组的形状和改变输入电压调节所述微波信号的所述传输相位。

作为一种可选的实施方式，轨道角动量天线组件还包括第二调节组件，其中，

所述第二调节组件也包括至少一个调节部件，并且所述第二调节组件设置于所述移相部件背向所述第一调节组件的另一侧；所述调节部件包括由铁氧体材料制成的基板以及镶嵌于所述基板上的芯材绕组，所述基板和所述芯材绕组用于调节所述微波信号的传输相位；

其中，所述第二调节组件用于通过改变所述芯材绕组的形状和改变输入电压调节所述微波信号的所述传输相位。

作为一种可选的实施方式，所述第一调节组件和/或所述第二调节组件包括多个调节部件，在第一调节组件和/或所述第二调节组件中，所述多个调节部件之间层叠设置，从而形成多层的层状结构，并且所述多个调节部件的所述芯材绕组相互串联。

作为一种可选的实施方式，所述基板为矩形的低温共烧陶瓷基板。

作为一种可选的实施方式，所述芯材绕组的材料包括铜，并且所述芯材绕组呈矩形螺旋的形状。

作为一种可选的实施方式，所述移相部件为移相器或亚波长阵列元件；其中，所述移相器用于调节所述微波信号的传输相位，所述亚波长阵列用于调整所述亚波长阵列的模式反射面。