The utility model discloses an array antenna for realizing multi-mode vortex electromagnetic wave, which relates to the technical field of wireless communication. The utility model comprises a dielectric substrate, a 2 x 2 microstrip antenna array, a cross shaped feeding network, a metal floor and a Fabri cavity dielectric plate. The microstrip circuit on the surface of the medium substrate is a 2 x 2 microstrip antenna array composed of 4 rectangular radiated patches as array elements. The other is a \Tenth shaped\ feed network consisting of four microstrip line 3dB directional couplers and 22 cascaded cascades. The lower surface of the medium substrate is attached to a thin layer of metal floor and is located in the metal. The Fabri cavity above the floor is made up of a Fabri cavity with a metal floor to improve the gain characteristics of the antenna. The designed antenna array can produce a L = +1, 0, 1 mode vortex electromagnetic wave. The utility model realizes an array antenna with small volume, high gain and multi-mode vortex electromagnetic wave, which is convenient for operation and simple in use.
【技术实现步骤摘要】
一种实现多模态涡旋电磁波的阵列天线
本专利技术属于无线通信
,更具体地,涉及一种实现多模态涡旋电磁波的阵列天线。
技术介绍
随着智能终端的普及以及移动互联网应用的发展,频谱利用率和系统容量已经趋近香农极限,容量需求不断扩大与频谱资源日益短缺的矛盾成为了限制无线通信技术发展的一大瓶颈。不同于传统平面电磁波,携有轨道角动量(OAM-orbitalangularmomentum)的涡旋电磁波以轨道角动量为载体,具有信息容量大和保密性强等优点,极大地提高了频谱利用率。研究产生携带轨道角动量涡旋电磁波的方法是基础。就目前研究来看,涡旋电磁波的产生方式主要有:阵列天线(即控制相位方法)、螺旋形抛物面天线和螺旋相位平板等方法。由于微带天线具有轻便、体积小、易于制造等特点,已广泛应用于实际生产生活中。为了在无线通信系统中利用OAM波束,第一步就是要高效地产生携带轨道角动量的电磁波。根据已有文献资料,携带OAM的波束可以通过N个阵元的相控圆形阵列来产生,条件是使阵列天线沿z轴对称均匀排列,为各阵元馈送幅度相等的信号,且使相邻阵元之间的馈电相位差为±2πl/N,使得涡旋波束围绕z轴旋转一周后,相位刚好增加±2πl。其中l为所需要的OAM模态值。通过改变阵元之间馈电相位差来产生不同的OAM模态。由于该结构对各阵元之间相位差很敏感,因此如何设计出满足条件的馈电网络结构具有重要意义。目前已经有很多学者进行了OAM阵列天线相关的馈电网络结构的研究。例如:基于罗曼透镜的馈电网络结构、基于环形阵列的径向功率分配器结构、基于巴特勒矩阵的馈电网络结构等。然而这些馈电网络结构的尺寸仍然偏 ...
【技术保护点】
1.一种实现多模态涡旋电磁波的阵列天线,其特征在于:包括介质基板、介质基板上表面的2×2微带天线阵列、“十字形”馈电网络、加载的法布里腔体介质板和金属地板;天线阵列单元与“十字形”馈电网络相连接且位于介质基板上表面,“十字形”馈电网络为天线阵提供产生涡旋电磁波多模态(+1,0,‑1)的相位,实现同一天线阵产生多模态涡旋电磁波,从而减小涡旋电磁波天线阵多模态环形阵列天线的体积。
【技术特征摘要】
1.一种实现多模态涡旋电磁波的阵列天线,其特征在于:包括介质基板、介质基板上表面的2×2微带天线阵列、“十字形”馈电网络、加载的法布里腔体介质板和金属地板;天线阵列单元与“十字形”馈电网络相连接且位于介质基板上表面,“十字形”馈电网络为天线阵提供产生涡旋电磁波多模态(+1,0,-1)的相位,实现同一天线阵产生多模态涡旋电磁波,从而减小涡旋电磁波天线阵多模态环形阵列天线的体积。2.根据权利要求1所述的一种实现多模态涡旋电磁波的阵列天线,其特征在于:天线阵元是由四个矩形辐射贴片和两个在矩形辐射贴片外侧加载的寄生矩形金属片组成,两个加载的寄生矩形金属片,用来提高天线增益和...
【专利技术属性】
技术研发人员:李秀萍,张玲,朱华,
申请(专利权)人:北京邮电大学,
类型:新型
国别省市:北京,11
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