基于全息张量阻抗表面的涡旋电磁波束天线及其实现方法技术

本发明专利技术公开了一种基于全息张量阻抗表面的涡旋电磁波束天线及其实现方法。该涡旋电磁波天线包括介质基板，印制在该介质基板上表面并作为天线全息阻抗表面结构的全息金属贴片，设置在该介质基板下表面的金属地板以及设置在该介质基板中心并用于激励该涡旋电磁波束天线的馈源单极子。其中，全息金属贴片由印刷在介质基板上表面的一系列不同尺寸中间开缝的圆形金属贴片组成。在馈源单极子的激励下，表面波在全息张量阻抗表面结构中传播，并在不连续处产生辐射，产生涡旋电磁波。本发明专利技术涡旋电磁波天线基于全息张量阻抗表面，能根据所需产生的涡旋电磁波函数，实现不同轨道角动量模式的调制，形成任意形式的涡旋电磁波。

Vortex electromagnetic beam antenna based on holographic tensor impedance surface and its implementation method

The invention discloses a vortex electromagnetic beam antenna based on holographic tensor impedance surface and its implementation method. The vortex electromagnetic wave antenna comprises a medium substrate printed on the substrate surface and the surface structure of metal patch antenna as a holographic holographic impedance, setting a metal floor surface on the dielectric substrate and the dielectric substrate is arranged in the center and used for the excitation of the electromagnetic vortex beam antenna feed monopole. The holographic metal patch is made up of a series of round metal patches with different sizes which are printed on the surface of the dielectric substrate. Under the excitation of the feed monopole, the surface wave propagates in the surface of the holographic tensor impedance structure and generates radiation at the discontinuity, resulting in the vortex electromagnetic wave. The scroll electromagnetic wave antenna based on the holographic tensor impedance surface can realize the modulation of different orbital angular momentum modes according to the generated vortex electromagnetic wave function, so as to form any form of vortex electromagnetic wave.

【技术实现步骤摘要】
基于全息张量阻抗表面的涡旋电磁波束天线及其实现方法
本专利技术涉及天线
，尤其是涉及基于全息张量阻抗表面的涡旋电磁波束天线及其实现方法。
技术介绍
携带轨道角动量的电磁波，被称之为涡旋电磁波，相对于平面电磁波而言，其最大的特征是具有螺旋的等相位面，并且随着电磁波束的传输螺旋前进。关于轨道角动量的研究，最早是在光学领域，1992年L.Allen等人证明携带有相位因子的拉盖尔高斯光束携带有电磁轨道角动量，其中l为轨道角动量模式。从那时起，轨道角动量的应用得到了广泛的研究与发展。在光学与光子学领域，人们利用涡旋光的螺旋形空间相位特征，将携带有轨道角动量的涡旋光应用在成像、光通信、微粒操纵以及微型加工等方面。轨道角动量的概念引入到射频、微波和毫米波波段，基于轨道角动量复用的涡旋电磁波可以增加信道容量、提高频谱利用率。由涡旋电磁波的螺旋相位结构可以得知，涡旋电磁波产生的基本原理就是要在与传播方向垂直的横截面上构造这种相位分布。涡旋电磁波的产生方法主要分为以下几种：阵列天线、螺旋相位板、超材料表面、行波天线、漏波天线、贴片天线、介质谐振天线、Rotman透镜、全息光栅等。其中，比较常用的有本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于全息张量阻抗表面的涡旋电磁波束天线，包括介质基板(2)，其特征在于，还包括印制在该介质基板(2)上表面并作为天线全息表面结构的全息金属贴片(1)，设置在该介质基板(2)下表面的金属地板(3)，以及设置在该介质基板(2)中心、用于激励该涡旋电磁波束天线的馈电单极子(4)；所述全息金属贴片(1)由印刷在介质基板(2)上表面的一系列不同尺寸中间开缝的圆形金属贴片组成。

【技术特征摘要】
1.基于全息张量阻抗表面的涡旋电磁波束天线，包括介质基板(2)，其特征在于，还包括印制在该介质基板(2)上表面并作为天线全息表面结构的全息金属贴片(1)，设置在该介质基板(2)下表面的金属地板(3)，以及设置在该介质基板(2)中心、用于激励该涡旋电磁波束天线的馈电单极子(4)；所述全息金属贴片(1)由印刷在介质基板(2)上表面的一系列不同尺寸中间开缝的圆形金属贴片组成。2.根据权利要求1所述的基于全息张量阻抗表面的涡旋电磁波束天线，其特征在于，所述任意圆形金属贴片结构由表面阻抗最大阻抗Zmax值与开缝圆形贴片间距g反演所得，其公式为：Zmax＝-165.5*g3+502.06*g2-557.1*g+369.87所述圆形金属贴片开缝隙角度θs与最大阻抗方向θmax取值相等。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖绍球，张宗堂，龚成，刘佳博，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51