【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线通信领域，具体涉及一种基于异构超透镜加载的高增益多模态oam天线。
技术介绍
1、超表面是一种由微小的电磁材料构成的表面，这些材料的特定排列可以控制电磁波的透射和反射，超表面通过调整阵列中每个元件尺寸来单独控制其透射幅度和相位，然而，仅仅通过一层印刷表面阵列无法实现完整的360°相位全覆盖，因此需要多层设计用以增加单元的透射相位。
2、在超表面设计中，由介质材料分隔的多导体层的层数与单元传输特性有着理论上的计算关系：由相同层组成的单层、双层、三层和四层结构的1db传输相位限制分别为54°、170°、308°和360°，如果使用3db标准，三层结构足以实现完整的360°相位范围。
3、轨道角动量是电磁波的一个基本性质，螺旋相位波前携带不同模态的正交oam波，可以用来编码和传输额外的信息，这使得oam能够增加频谱复用，从而提高信息传输速率。
4、均匀圆阵列(uca)可以产生oam波，然而，因为oam波具有螺旋波前的相位特征，在oam波束中心总是存在一个中心能量洞，而且随着模式阶数的增加，波束的发散问题也更加严重。超透镜的加载可以用来减小波束发散角，提升uca的增益。目前关于超透镜的研究大都基于一种相似金属图案的单元，本专利技术基于异构单元及超透镜的设计，探究多模态oam波束的产生与波前整形，实现了基于异构超透镜加载的辐射增强和模态多样化oam天线。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于异构超透镜加载的高增益多模态oam
2、实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种基于异构超透镜加载的高增益多模态oam天线，天线由异构超透镜和馈源两部分共同构成；异构超透镜由三层介质基板、印刷在三层介质基板单面不同形状的金属图案构成，馈源采用由矩形贴片构成的四单元单圈uca。
3、与现有技术相比，本专利技术的显著优点为：目前关于超透镜的研究大都基于一种相似金属图案的单元，本专利技术设计了9个不同的单元，基于异构单元及超透镜的设计，探究了多模态oam波束的产生与波前整形；对于模态-1与+1的涡旋波，与未加载透镜的原始馈源相比，天线增益提高，指向性更好，更加有利于oam波束的远距离传输。
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1.一种基于异构超透镜加载的高增益多模态OAM天线，其特征在于，天线由异构超透镜和馈源组成；异构超透镜由三层介质基板、印刷在三层介质基板单面不同形状的金属图案构成，馈源采用由矩形贴片构成的四单元单圈UCA。
2.根据权利要求1所述的基于异构超透镜加载的高增益多模态OAM天线，其特征在于，超透镜的每层介质基板中间存在5mm的空气腔，构成异构超透镜的9个单元的顶层和底层介质基板上印刷的金属图案相同，中间层与上下两层不同。
3.根据权利要求2所述的基于异构超透镜加载的高增益多模态OAM天线，其特征在于，9个单元的周期均为15mm，每个单元中均设置一个正方形的金属环作为默认结构。
4.根据权利要求3所述的基于异构超透镜加载的高增益多模态OAM天线，其特征在于，正方形金属环的外边长为14.4mm，金属环条带的宽度为0.5mm。
5.根据权利要求3所述的基于异构超透镜加载的高增益多模态OAM天线，其特征在于，9个单元，分别记作单元a-i，每个单元均包含三层结构，每一层均由介质基板和印刷在介质基板单侧的金属图案构成；其中，金属图案为各种矩形贴片的
6.根据权利要求5所述的基于异构超透镜加载的高增益多模态OAM天线，其特征在于，单元采用的介质基板材料为F4B，介电常数＝2.2，介质基板的厚度均为1mm。
7.根据权利要求5所述的基于异构超透镜加载的高增益多模态OAM天线，其特征在于，异构超透镜阵面规格为12×12个单元。
8.根据权利要求1所述的基于异构超透镜加载的高增益多模态OAM天线，其特征在于，馈源的矩形贴片单元顺序排列成均匀圆阵列，贴片单元中心到阵列圆心的距离为0.58个波长，介质基板边长为50mm，阵列天线的馈电方式为各单元采用独立的同轴探针馈电。
9.根据权利要求1所述的基于异构超透镜加载的高增益多模态OAM天线，其特征在于，馈源采用的介质基板材料为F4B，介电常数＝2.2，微带贴片单元印刷在介质基板上表面，介质基板下接地板，同轴嵌入地板，同轴探针上接贴片。
10.根据权利要求1所述的基于异构超透镜加载的高增益多模态OAM天线，其特征在于，其特征在于，异构超透镜放置在距离馈源15mm的平面上。
...【技术特征摘要】
1.一种基于异构超透镜加载的高增益多模态oam天线，其特征在于，天线由异构超透镜和馈源组成；异构超透镜由三层介质基板、印刷在三层介质基板单面不同形状的金属图案构成，馈源采用由矩形贴片构成的四单元单圈uca。
2.根据权利要求1所述的基于异构超透镜加载的高增益多模态oam天线，其特征在于，超透镜的每层介质基板中间存在5mm的空气腔，构成异构超透镜的9个单元的顶层和底层介质基板上印刷的金属图案相同，中间层与上下两层不同。
3.根据权利要求2所述的基于异构超透镜加载的高增益多模态oam天线，其特征在于，9个单元的周期均为15mm，每个单元中均设置一个正方形的金属环作为默认结构。
4.根据权利要求3所述的基于异构超透镜加载的高增益多模态oam天线，其特征在于，正方形金属环的外边长为14.4mm，金属环条带的宽度为0.5mm。
5.根据权利要求3所述的基于异构超透镜加载的高增益多模态oam天线，其特征在于，9个单元，分别记作单元a-i，每个单元均包含三层结构，每一层均由介质基板和印刷在介质基板单侧的金属图案构成；其中，金属图案为各种矩形贴片的组合，单元的顶层和底层金属图案几何形状相同，中间层与上下两层不同；单元a，b，c在7.7ghz时的透射幅度分别为0.98，0.93和0.91，透射相位分别为40°，145°和280...
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