[发明专利]轨道角动量涡旋电磁波发生装置的设计方法

摘要

本发明公开了一种轨道角动量涡旋电磁波发生装置的设计方法，包括以下步骤：一、设计圆柱状微波透镜并计算不同尺寸的基础单元结构所对应的相对介电常数；二、形成微波透镜；三、制作微波透镜；四、放置微波透镜和馈源。本发明的有益之处在于：(1)本发明中的微波透镜与离散的旋转相位板相比，结构连接紧密，更容易固定、携带与使用，产生的涡旋电磁波的波束的发散角更小，方向更集中，传播的距离更远；(2)本发明中的微波透镜允许发射天线频带宽度拓宽到了7GHz到13GHz；(3)本发明中微波透镜采用全电介质材料，能耗很低且耐腐蚀；(4)使用3D打印技术制造微波透镜，价格低廉，能大大降低工业制造成本。

主权项

1.轨道角动量涡旋电磁波发生装置的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：一、设计圆柱状微波透镜并计算不同尺寸的基础单元结构所对应的相对介电常数利用基于拉普拉斯方程的空间变换理论，设计圆柱状微波透镜，通过PDE求解器来计算不同扇柱形结构的连续介电常数分布，将每个扇柱形结构的介电常数分布离散成若干个介电常数值，然后计算出微波透镜每一个基础单元所对应的相对介电常数；二、形成微波透镜选取不同尺寸的基础单元，与微波透镜相应位置上介电常数一一对应，将这些基础单元拼接到一起，组成扇形结构，使各基础单元向扇形结构的圆心弯曲，并且使弯曲后各基础单元的曲率与所在扇形的圆弧的曲率相同，从而形成微波透镜；三、制作微波透镜将仿真软件中搭建好的全电介质透镜三维模型导出，采用3D打印技术得到全电介质透镜实体；四、放置微波透镜和馈源将微波透镜放置在平面金属反射板上，将馈源放置在微波透镜的中心轴向处。