基于频率选择表面的OAM天线暗区缩小方法技术

本发明专利技术公开了一种基于频率选择表面的OAM天线暗区缩小方法，该方法是在OAM天线上方加载二维带通频率选择表面，以改善天线的远场特性；当电磁波入射时，频率选择表面的角度稳定性使得OAM波的各个方向的非均匀平面波分量得到过滤；这种方法在重塑OAM波形的同时，也会改变天线的带宽、增益等远场特性，而这些特性可以通过调整频率选择表面的几何结构、排布方式以及物理参数来改变。本发明专利技术通过分析频率选择表面的各项参数对这些特性的影响，设计每项参数的调整方案，最终得到暗区显著缩小的高增益天线。

A method of reducing the dark area of OAM antenna based on frequency selective surface

【技术实现步骤摘要】
基于频率选择表面的OAM天线暗区缩小方法
本专利技术涉及无线通信
，具体涉及一种基于频率选择表面的OAM天线暗区缩小方法。
技术介绍
随着高速信息时代的到来，开发高频段毫米波通信技术可以极大地缓解频谱紧缺。目前已经应用码分复用(CDM)、时分复用(TDM)、极化复用(PDM)、正交频分复用(OFDM)以及多输入多输出(MIMO)等技术去解决频谱资源短缺的问题，但这些技术的应用依旧难以满足未来通信更高速率、更高带宽的发展趋势。因此，寻找其他新维度的复用技术来提高频谱利用率已成为大势所趋。轨道角动量(OrbitalAngularMomentum，OAM)在无线电通信系统中可以作为一种新的调制方式。基于OAM复用的通信技术可以实现在同一带宽内并行传输多路携带信息的OAM涡旋电磁波，能够大大提高频谱的利用率。OAM在光学中已经被广泛应用，通过引入OAM，光通信系统的传输能力得到很大程度的提升。要想将OAM这种新的调制技术应用于微波段，其前提是能够获得高质量的OAM波束。因此，探索并设计小暗区的高增益OAM天线对OAM技术的在微波射频领域的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于频率选择表面的OAM天线暗区缩小方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、设计单层单面带通频率选择表面，其整体尺寸等于天线接地平面尺寸，其通带带宽要覆盖OAM天线本身的通带带宽；/nS2、将频率选择表面加载到OAM天线上，根据Fabry-Perot谐振腔理论，设置FSS与OAM天线之间的距离；/nS3、改变频率选择表面衬底的介电常数，建立其与OAM天线非零模态暗区的凹函数曲线，找到其最低点即为天线暗区最小点；/nS4、根据频率选择表面介质基板厚度与入射角频偏曲线推导出关系公式y＝0.054+0.046*sin(π*(x+0.74)/3.85)，其中x为频率选择表面的介质基板厚度，y...

【技术特征摘要】
1.一种基于频率选择表面的OAM天线暗区缩小方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、设计单层单面带通频率选择表面，其整体尺寸等于天线接地平面尺寸，其通带带宽要覆盖OAM天线本身的通带带宽；
S2、将频率选择表面加载到OAM天线上，根据Fabry-Perot谐振腔理论，设置FSS与OAM天线之间的距离；
S3、改变频率选择表面衬底的介电常数，建立其与OAM天线非零模态暗区的凹函数曲线，找到其最低点即为天线暗区最小点；
S4、根据频率选择表面介质基板厚度与入射角频偏曲线推导出关系公式y＝0.054+0.046*sin(π*(x+0.74)/3.85)，其中x为频率选择表面的介质基板厚度，y为入射角60°时的中心频率相对于入射角0°时中心频率的偏移差，使其在入射角60°时中心频偏最小，即角度稳定性达到最佳。


2.根据权利要求1所述的基于频率选择表面的暗区缩小方法，其特征在于，步骤S1具体包括：
设计一单位单元，在其金属表面上蚀刻图案，仿真边界条件设置为元胞边界条件；
经数学计算及仿真优化，使无限大均匀排布的二维周期结构在平面波入射时，达到其通带带宽覆盖OAM天线本身的通带带宽；
根据OAM天线实际尺寸，结合已经设计好的单位单元，形成有限尺寸的单元沿X轴和Y轴等周期排布的单层单面带...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡俊，赵润哲，吴文，杨景，胡燕金，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32