[實用新型]一種基于環(huán)形槽線的OAM螺旋波束發(fā)生器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520380823.1
• 申請日: 2015-06-05
• 公開（公告）號: CN204834880U
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳加佳;黃銘;楊晶晶
• 申請（專利權(quán)）人: 云南大學(xué)
• 主分類號: H01Q7/00
• 分類號: H01Q7/00
• 代理公司: 太原高欣科創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 14109
• 代理人: 曹玉存

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于OAM射頻無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于環(huán)形槽線的OAM螺旋波束發(fā)生器。

背景技術(shù)

近年來通信技術(shù)的快速發(fā)展對通信容量提出了越來越高的要求，如何提高頻率利用率，盡可能提高系統(tǒng)容量，已成為業(yè)界極其關(guān)心的問題。

角動量是電磁波的基本物理特性之一，它大體上劃分為旋轉(zhuǎn)角動量(SAM)和軌道角動量(OAM)。相比于旋轉(zhuǎn)角動量，軌道角動量前景更好，因為旋轉(zhuǎn)角動量由于它電磁波的極化狀態(tài)只提供了有限的信道；然而軌道角動量擁有無限多個相互正交的模式，因而在理論上能夠提供許多傳輸信道從而提高傳輸容量。

軌道角動量復(fù)用技術(shù)在光頻段已經(jīng)實現(xiàn)，中國專利CN104007567A、CN103941405A、CN103487956A等對軌道角動量復(fù)用技術(shù)在光頻段的實現(xiàn)方法進(jìn)行了介紹；然而軌道角動量復(fù)用技術(shù)在射頻頻段實現(xiàn)較為困難，目前，中國專利CN103474776A公開了一種基于環(huán)形行波天線產(chǎn)生射頻軌道角動量波束的方法，在理論層面論證了產(chǎn)生射頻OAM波束的環(huán)形行波天線的特點；中國專利CN103474777A公開了一種基于金屬環(huán)形腔的產(chǎn)生射頻OAM波束的環(huán)形行波天線，通過在環(huán)形金屬腔頂面開縫，在金屬環(huán)形腔側(cè)面相距1/4圓周處開有兩個波端口接金屬波導(dǎo)作為雙源激勵端口，當(dāng)這兩個激勵端口中輸入相同頻率，相位相差90°的微波源，金屬環(huán)形腔中的電磁場成繞圓周順時針或者逆時針傳播的行波分布，由金屬腔頂面的開縫處向空間輻射電磁波，構(gòu)成一種環(huán)形行波天線，然而，上述發(fā)明公開的行波天線結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難于制作，且不易集成，不利于加快和促進(jìn)未來的射頻OAM波束高速通信發(fā)展。

因此，急需研究開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡單，易于制作集成的能夠產(chǎn)生射頻OAM螺旋波束的發(fā)生器。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，易于制作集成的基于環(huán)形槽線的OAM螺旋波束發(fā)生器。

本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，包括設(shè)置于第一銅板上表面的圓環(huán)形槽線、設(shè)置于第一銅板下表面的介質(zhì)基板，設(shè)置于介質(zhì)基板下表面的微帶饋電網(wǎng)絡(luò)，以及設(shè)置于介質(zhì)基板下方的第二銅板，所述介質(zhì)基板與第二銅板之間設(shè)置多個支撐介質(zhì)柱，所述圓環(huán)形槽線上沿圓周方向分別設(shè)置有波源激勵端口p1和波源激勵端口p2；所述微帶饋電網(wǎng)絡(luò)包括相移功分器、與相移功分器輸入端相連接的信號輸入端口p3以及分別與相移功分器的輸出端相連接的輸出微帶線q1和輸出微帶線q2；所述輸出微帶線q1對波源激勵端口p1進(jìn)行饋電，所述輸出微帶線q2對波源激勵端口p2進(jìn)行饋電；所述第一銅板與第二銅板的邊緣外圍采用環(huán)形銅板包覆。

本實用新型針對具有巨大應(yīng)用潛力的OAM無線通信系統(tǒng)，提出了一種簡單可行的基于環(huán)形槽線的OAM螺旋波束發(fā)生器；對于構(gòu)建OAM無線通信系統(tǒng)，加快OAM無線通信的實用化，具有非常重要的意義。

本實用新型的圓環(huán)形槽線使用微帶線進(jìn)行激勵，設(shè)計了一個威爾金森功分器來為圓環(huán)形槽線提供兩個相位相差90°的波源，在圓環(huán)形槽線中形成行波，輻射到空氣中產(chǎn)生射頻OAM波束，并且通過改變環(huán)形槽線尺寸能產(chǎn)生不同模式數(shù)的OAM螺旋波束，該波束發(fā)生器結(jié)構(gòu)簡易，易于制作集成。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型中圓環(huán)形槽線的示意圖；

圖3為本實用新型中微帶饋電網(wǎng)絡(luò)的示意圖；

圖4為本實用新型中圓環(huán)形槽線與微帶饋電網(wǎng)絡(luò)相對位置關(guān)系的示意圖；

圖中：1-第一銅板、2-圓環(huán)形槽線、3-介質(zhì)基板、4-第二銅板、5-支撐介質(zhì)柱、6-相移功分器、7-環(huán)形銅板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的說明，但不得以任何方式對本實用新型加以限制，基于本實用新型教導(dǎo)所作的任何變更或改進(jìn)，均屬于本實用新型的保護(hù)范圍。

如圖1-4所示，本實用新型包括設(shè)置于第一銅板1上表面的圓環(huán)形槽線2、設(shè)置于第一銅板1下表面的介質(zhì)基板3，設(shè)置于介質(zhì)基板3下表面的微帶饋電網(wǎng)絡(luò)，以及設(shè)置于介質(zhì)基板3下方的第二銅板4，所述介質(zhì)基板3與第二銅板4之間設(shè)置多個支撐介質(zhì)柱5，所述圓環(huán)形槽線2上沿圓周方向分別設(shè)置有波源激勵端口p1和波源激勵端口p2；所述微帶饋電網(wǎng)絡(luò)包括相移功分器6、與相移功分器6輸入端相連接的信號輸入端口p3以及分別與相移功分器6的輸出端相連接的輸出微帶線q1和輸出微帶線q2；所述輸出微帶線q1對波源激勵端口p1進(jìn)行饋電，所述輸出微帶線q2對波源激勵端口p2進(jìn)行饋電；所述第一銅板1與第二銅板2的邊緣外圍采用環(huán)形銅板7包覆。