[實用新型]一種圓形微帶貼片OAM天線

有效

• 申請號: 201520975045.0
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN205178005U
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 毛福春;黃銘;馮云;董娜;張加林;楊晶晶
• 申請（專利權）人: 云南大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q1/48
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 曹玉存;冷錦超

技術領域

本實用新型屬于無線通信技術領域，具體涉及一種可用于在微波頻段發射和接收OAM螺 旋波束的圓形微帶貼片OAM天線。

背景技術

隨著無線接入的迅猛發展，用戶數據海量增加，對通信系統的數據傳輸和處理能力提出 了更高的要求，因此進一步提高無線電頻譜效率是無線業務發展的關鍵問題之一。復用技術 使得有限的頻譜提供更多數量的傳輸信道，是提升頻譜利用率的重要途徑。目前商用移動通 信系統中使用的復用資源為時間(TDM)、空間(SDM)、碼型(CDM)、極化(PDM)、頻率(FDM)、 波長(WDM，用于光纖)等參數。OAM，即軌道角動量，是描述電磁波橫向旋轉特性的參數， 且不同OAM模式之間存在內在的正交關系，滿足信道分離的要求，因此有極大的潛力可應 用于未來的通信系統中。

OAM天線用于收發OAM波束，是OAM通信系統的重要組成部分。目前在微波頻段生成OAM波束的方式主要有以下幾種：1、中國專利201280077902.4公開了一種圓環形相控天線陣，通過整陣元的電流相位來構造螺旋相位因子從而使陣列能夠生成所有|l|<N/2的OAM波束，這里l和N分別表示方位角、OAM模式數和陣元數量，上述方法模式重構能力強，但需要設計復雜的饋電網絡，實現難度較大；2、意大利帕多瓦大學申請的專利WO2012175629A1公開了一種修正拋物面天線，這種方法在標準的旋轉拋物面上引入一個徑向切口，并按阿基米德螺旋規律在拋物面軸線方向上延伸一段距離，從而使饋源輻射的無線電波在經過螺旋拋物面反射后在其波前中形成螺旋結構，這種方法實現簡單，但不具備模式重構能力；3、中國專利201310433063.1公開了一種圓環形天線，這種天線的輻射圓環周長等于波導波長的整數倍，使用雙端口饋電使環上電流處于行波狀態，從而能生成OAM波束，該方法具備一定的模式重構能力。

與上述思想不同，本實用新型提供了一種微帶圓形貼片結構，采用雙端口饋電的方式， 生成OAM波束的天線，該天線具有OAM模式重構能力，并且結構簡單易實現。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種結構簡單易實現，且具備模式重構能力的OAM天線。 本實用新型的目的是這樣實現的，包括：依次順序重疊設置的圓形微帶貼片、第一介質基板、 公共接地板、第二介質基板和3dB正交混合饋電網絡，所述圓形微帶貼片、第一介質基板、 公共接地板和第二介質基板上均設置有兩個在厚度方向上貫穿圓形微帶貼片、第一介質基板、 公共接地板和第二介質基板的通孔；所述圓形微帶貼片上設置的兩個通孔分別為通孔p1和通 孔p2，所述3dB正交混合饋電網絡包括正交網絡、信號輸出端口q1、信號輸出端口q2、信 號輸入端口q3和信號輸入端口q4，所述通孔p1與信號輸出端口q1電連通，所述通孔p2和 信號輸出端口q2電連通。

本實用新型采用一個3dB正交混合網絡來為圓形微帶貼片提供兩個幅度相等但相位相差 90°的波源，在雙端口饋電的條件下，兩個激勵端口各自激勵起的TM_nm模式正交，貼片表面 的電流處于行波狀態，輻射到空氣中產生具有相應模式數的OAM波束，該OAM天線結構簡單， 易于制作集成。

本實用新型針對具有巨大應用潛力的OAM無線通信系統，提出了一種簡單可行的圓形微 帶貼片OAM螺旋波束發生器；對于構建OAM無線通信系統，加快OAM無線通信的實用化，具 有重要的意義。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為圖1的仰視圖；

圖4為本實用新型中圓形微帶貼片與3dB正交混合網絡的相對位置關系示意圖；

圖中：1-圓形微帶貼片、2-第一介質基板、3-公共接地板、4-第二介質基板、5-3dB正 交混合饋電網絡。

具體實施方式