[发明专利]一种OAM发生器

说明书

本发明提供了一种OAM发生器，OAM发生器包括阵列基板、极化栅和激励源，极化栅间隔地设置于阵列基板的一侧，激励源设置于阵列基板，激励源用于向极化栅发出馈入波，馈入波经过极化栅反射后由阵列基板反射并穿过极化栅；阵列基板包括控制器和多个间隔设置的反射阵元，反射阵元包括包括依次叠置的反射层、接地层和偏压层，反射层靠近极化栅，反射层电连接于接地层和偏压层，偏压层电连接于控制器，控制器用于控制偏压层的电压，以使反射层处于不同的极化状态。本方案的OAM发生器具有低剖面、高增益、宽带宽的多种特点，适用于无线通信中的宽带OAM复用。

技术领域

本发明属于信号传输技术领域，尤其涉及一种OAM发生器。

背景技术

电磁波的角动量(AM)可以分解为自旋角动量(SAM)和轨道角动量(OAM)。 涡旋波的一个特性是可以通过一个单一的光阑对多个不同模式的波束进行多路 复用来增加信道容量，这样每个涡旋波束都有一个独特的旋转相位阵面。OAM 复用技术使得不同的数据流能够在同一信道上传输。涡旋波具有exp(i lθ)的旋转相位剖面，其中θ是方位角，l是整数的无界OAM模式。具有不同OAM 模式的涡旋波束相互正交，不同的数据流可以在同一波束轴上多路传输。在OAM 接收端，传输的波束以低串扰进行解复用，从而显著提高了信道容量和频谱效 率。

反射阵列可以以规定的方式与入射波相互作用，通过合理设计反射阵列， 可以实现聚焦光束、全息图和OAM发生器等多种功能。然而，在相关技术中采 用的反射阵列的OAM发生器具有剖面大、阻塞效应大、带宽窄的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种OAM发生器，具有高增益、低剖 面和带宽更宽的特点。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的，一种OAM发生器，包括阵列 基板、极化栅和激励源，所述极化栅间隔地设置于所述阵列基板的一侧，所述 激励源设置于所述阵列基板，所述激励源用于向所述极化栅发出馈入波，所述 馈入波经过所述极化栅反射后由所述阵列基板反射并穿过所述极化栅；

所述阵列基板包括控制器和多个间隔设置的反射阵元，所述反射阵元包括 包括依次叠置的反射层、接地层和偏压层，所述反射层靠近所述极化栅，所述 反射层电连接于所述接地层和所述偏压层，所述偏压层电连接于所述控制器， 所述控制器用于控制所述偏压层的电压，以使所述反射层处于不同的极化状态。

进一步地，所述反射层的靠近所述极化栅的一侧贴设反射贴片，所述反射 贴片包括位于中部的主体部及自所述主体部朝外延伸的两极化端子，所述主体 部电连接于所述接地层，所述极化端子电连接于所述偏压层。

进一步地，两所述极化端子分别包括一pin二极管，两所述pin二极管与 所述主体部相连端的方向相反；

所述偏压层包括两径向截片、连接线和偏压线，两所述径向截片分别和两 所述pin二极管相连，所述连接线连接于两所述径向截片，所述偏压线连接所 述连接线和所述控制器。

进一步地，所述主体部为圆形，两所述极化端子的延伸方向之间的夹角为 90°，所述主体部的半径和所述极化端子的长度的比值范围在1.3-3之间。

进一步地，两所述径向截片为扇形且对称设置，所述偏压线电连接于所述 连接线的中部，所述径向截片的半径和所述主体部的半径的比值范围在0.5-1 之间。

进一步地，所述反射阵元还包括设置于所述接地层和所述偏压层之间的中 间基层，所述中间基层和所述反射层的比值范围在0.05-0.1之间，所述偏压层 的厚度和所述反射层的比值范围在0.2-0.8之间。

进一步地，各所述反射阵元环绕设置于所述激励源外。

进一步地，所述激励源包括位于中心的馈电贴片和对称地设置于所述馈电 贴片的两侧的辐射贴片，所述馈电贴片的角部位置具有缺口。