[發明專利]用于產生多模態OAM渦旋電磁波束的微帶相控陣列天線

有效

• 申請號: 201711027590.7
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107768818B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 杜永興;王艷洋;趙宇;秦嶺;李寶山
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q21/24;H01Q23/00
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司 11514
• 代理人: 安娜

1.一種用于產生多模態OAM渦旋電磁波束的微帶相控陣列天線，其特征在于，包括，從上往下依次連接的第一板，第二板和第三板；

所述第一板包括，第一介質層，覆蓋在所述第一介質層上表面的天線層；

所述第二板包括，第二介質層，覆蓋在所述第二介質層上表面的耦合層，以及覆蓋在所述第二介質層下表面的接地層；

所述第三板包括，第三介質層，覆蓋在所述第三介質層下表面的相位控制微帶線層；

所述天線層包括由24個天線單元組成的天線陣，每個所述天線單元為圓形貼片天線單元，所述24個天線單元覆蓋在所述第一介質層上形成內層和外層，且其中8個天線單元均勻分布形成內層，以及16個天線單元均勻分布形成外層，所述內層和所述外層的圓心相同，所述內層上的任一天線單元的圓心與內層的圓心的距離為內層半徑，所述外層上的任一天線單元的圓心與外層的圓心的距離為外層半徑，且所述內層半徑為29.5mm，所述外層半徑為59.5mm；

所述耦合層包括24個耦合微帶線，所述24個耦合微帶線的位置分布與所述24個天線單元相對應，一個耦合微帶線唯一對應于一個天線單元，且每個所述耦合微帶線的中心與其對應的天線單元的圓心處于同一縱向線上，每個所述耦合微帶線為矩形，且長為12mm，寬為1.515mm，每個所述耦合微帶線遠離內層中心的位置處設置有一個饋電點，且每個所述饋電點的直徑為1mm；

所述第二介質層上設置有24個第一過孔，每個所述第一過孔的直徑為1mm，所述24個第一過孔的位置分布與24個饋電點相對應，一個第一過孔唯一對應于一個饋電點，且每個所述第一過孔的中心與其對應的饋電點的中心處于同一縱向線上；

所述接地層上設置有24個第二過孔，每個所述第二過孔的直徑為3mm，所述24個第二過孔的位置分布與24個饋電點相對應，一個第二過孔唯一對應于一個饋電點，且每個所述第二過孔的中心與其對應的饋電點的中心處于同一縱向線上；

所述第三介質層上設置有24個第三過孔，每個所述第三過孔的直徑為1mm，所述24個第三過孔的位置分布與24個饋電點相對應，一個第三過孔唯一對應于一個饋電點，且每個所述第三過孔的中心與其對應的饋電點的中心處于同一縱向線上，所述第三介質層上處還設置有一接地過孔，所述接地過孔的直徑為1mm；

所述相位控制微帶線層上設置有24個第四過孔，每個所述第四過孔的直徑為1mm，所述24個第四過孔的位置分布與24個饋電點相對應，一個第四過孔唯一對應于一個饋電點，且每個所述第四過孔的中心與其對應的饋電點的中心處于同一縱向線上；所述相位控制微帶線層上均勻分布有8條內層微帶線，且每兩條內層微帶線之間設置一外層微帶線；每條所述內層微帶線上設置有第一開關二極管組，且每條所述內層微帶線的一端連接于原點，另一端連接于內層上的一個對應位置處的第四過孔；每條所述外層微帶線上設置有串聯連接的第二開關二極管組和第三開關二極管組，且每條所述外層微帶線的一端連接于所述原點，另一端連接于外層上的第四過孔，且所述第三開關二極管組的兩端分別連接兩個相鄰的第四過孔；每個第四過孔處的微帶線通過饋電導體依次穿過所述第三介質層、所述接地層、所述第二介質層與所述耦合層上的對應的饋電點固定連接，且所述饋電導體的直徑為1mm，其中，所述微帶線包括內層微帶線和外層微帶線；同軸饋源內導體與原點處連接，同軸饋源外導體穿過所述接地過孔與所述接地層固定連接。

2.根據權利要求1所述的用于產生多模態OAM渦旋電磁波束的微帶相控陣列天線，其特征在于，所述第一板，所述第二板和所述第三板為矩形板，三個矩形板的長相等，寬相等，且長為150mm，寬為150mm。

3.根據權利要求1所述的用于產生多模態OAM渦旋電磁波束的微帶相控陣列天線，其特征在于，所述天線層，所述耦合層，所述接地層，相位控制微帶線層的材質為銅；

所述天線層的厚度為18um，所述耦合層的厚度為18um，所述接地層的厚度為18um，所述相位控制微帶線層的厚度為35um；

所述第一介質層的厚度為0.5mm，所述第二介質層的厚度為2mm，所述第三介質層的厚度為0.8mm。

4.根據權利要求1所述的用于產生多模態OAM渦旋電磁波束的微帶相控陣列天線，其特征在于，所述圓形貼片天線單元的直徑為18.55mm。