[發明專利]一種產生多模態渦旋波的貼片天線

在審

• 申請號: 201810093941.2
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108461922A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 朱啟標;葉澍
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: H01Q7/00
• 分類號: H01Q7/00;H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50
• 代理公司: 蘇州中合知識產權代理事務所(普通合伙) 32266
• 代理人: 高海棠

本發明公開一種產生多模態渦旋波的貼片天線，包括介質基板、接地板以及圓極化貼片。所述介質基板呈圓形，所述介質基板的上表面連接有五個圓極化貼片，所述介質基板的下表面連接有接地板，每個所述圓極化貼片的中心與所述介質基板的圓心重合，每個所述圓極化貼片上設置有兩個饋電端口。通過上述方式，本發明提供一種產生多模態渦旋波的貼片天線，能夠產生模態數為0、±1、±2、±3、±4等九種不同模態的渦旋波，但是最多同時產生五種不同模態的渦旋波。實現同一頻率下軌道角動量的復用，一定程度上解決頻譜資源緊缺的問題，同時進一步采用短路釘加載技術，使天線的尺寸減小。

技術領域

本發明涉及天線技術領域，尤其涉及一種產生多模態渦旋波的貼片天線。

背景技術

由麥克斯韋理論知，電磁場輻射具有動量。動量分為線性動量和角動量，角 動量主要包含與偏振相關的自旋角動量和與空間分布相關的軌道角動量。軌道 角動量可以作為一個附加的維度，在不增加頻譜資源的情況下，可以復用軌道 角動量，增加通信容量，因此應用前景廣泛。然而，如何設計渦旋天線，使其 能夠產生攜帶有軌道角動量的渦旋波，一直是個亟待解決的問題。近來， Zongtang Zhang等使用圓極化微帶貼片天線產生了模態數為0、±1、±2的渦旋 波，并使其工作在2.45GHz。本發明在此基礎上，設計了一種能夠產生多模態 渦旋波的貼片天線，產生模態數為0、±1、±2、±3、±4等九種不同模態的渦旋 波，但是最多同時產生五種不同模態的渦旋波并使其工作在2.4GHz。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種產生多模態渦旋波的貼片天線，能 夠最多同時產生五種不同模態的渦旋波，來實現同一頻率下軌道角動量的復用， 一定程度上解決頻譜資源緊缺的問題，同時進一步采用短路釘加載技術，使天 線的尺寸減小。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種產生多模 態渦旋波的貼片天線，包括介質基板、接地板以及圓極化貼片，所述介質基板 呈圓形，所述介質基板的上表面連接有五個圓極化貼片，所述介質基板的下表 面連接有接地板，每個所述圓極化貼片的中心與所述介質基板的圓心重合，每 個所述圓極化貼片上設置有兩個饋電端口。

在本發明一個較佳實施例中，所述圓極化貼片共五片，每個圓極化貼片等 間距同心布置，位于介質基板圓心處的圓極化貼片為圓形貼片，其余四片為短 路環形貼片。

在本發明一個較佳實施例中，所述短路環形貼片的同一單側邊緣設置有大 量均勻排布的短路釘。

在本發明一個較佳實施例中，所述同軸電纜包含內導體、外導體以及填充 介質，所述內導體與對應位置的圓極化貼片電性連接，所述外導體與所述接地 板連接，所述填充介質與所述介質基板連接。

在本發明一個較佳實施例中，每個所述圓極化貼片上的饋電端口分別被饋 送的激勵幅度相等、相位相差90°，使分別能夠產生模態數為0、±1、±2、±3、 ±4等九種不同模態的渦旋波，但是最多同時產生五種不同模態的渦旋波。

在本發明一個較佳實施例中，產生多模態渦旋波的所述圓極化貼片的工作 頻段為2.4GHz。

本發明的目的在于通過設計一種多模態渦旋波的貼片天線，能夠產生模態 數為0、±1、±2、±3、±4等九種不同模態的渦旋波，但是最多同時產生五種不 同模態的渦旋波。多模態渦旋波可以實現同一頻率下軌道角動量的復用，一定 程度上解決頻譜資源緊缺的問題。

為達到此種目的，本發明采用如下的設計方案：

一種多模態同心圓極化貼片天線，包括介質基板、接地板、五個圓極化貼 片—一個圓形貼片和四個短路環形貼片。所述介質基板為圓形，一面連接五個 貼片天線，另一面連接接地板。介質基板、接地板及五個貼片的中心重合。每 個貼片上分別有兩個饋電端口，每個饋電端口與同軸電纜相連接。

特別地，所述介質基板采用Arlon AD410材質。