[發明專利]一種基于多臂螺旋結構的電磁渦旋發生器

有效

• 申請號: 201811343372.9
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109546319B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 張哲源;宗顯政;文成綱;綦鑫;陳正天;聶在平;班永靈
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q1/12;H01Q1/48
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 吳姍霖

1.一種基于多臂螺旋結構的電磁渦旋發生器，其特征在于，所述發生器包括多臂螺旋輻射結構、饋電結構和輔助結構；所述輻射結構包括位于介質基板之上的N個相同的旋臂，所述N個旋臂以360°/N的角度沿介質基板的中心線呈旋轉對稱分布，N為大于1的正整數；所述饋電結構包括一個N路等分功分器、N個移相器、N根同軸饋線和地板；所述輔助結構位于輻射結構的正下方，用于支撐輻射結構；

輸入激勵信號經過N路等分功分器等分為N路等幅同相的信號后，分別進入N個移相器移相后，通過同軸饋線分別饋入輻射結構中的N個旋臂，通過調節N個移相器的相移量，使得輻射結構中相鄰旋臂的饋電相位差滿足，其中，，并同時使N個旋臂的饋電相位沿順時針或逆時針方向依次增大，從而實現等幅等相位差饋電，其中，為預期產生的軌道角動量階數；

當輻射結構的饋電點位于N個旋臂的起點位置時，所述多臂螺旋輻射結構中旋臂單元的外半徑r滿足；當輻射結構的饋電點位于N個旋臂的終點位置時，所述多臂螺旋輻射結構中旋臂單元的外半徑r滿足，其中，為預期產生的軌道角動量最高階數，為工作波長。

2.根據權利要求1所述的基于多臂螺旋結構的電磁渦旋發生器，其特征在于，所述輻射結構中N個相同的旋臂為平面螺旋結構或空間螺旋結構。

3.根據權利要求2所述的基于多臂螺旋結構的電磁渦旋發生器，其特征在于，所述輻射結構為平面螺旋結構時，所述輔助結構包括用于承載輻射結構的介質基板、用于支撐介質基板的介質柱、位于輻射結構正下方的金屬腔以及填充于金屬腔內的吸波材料。

4.根據權利要求2所述的基于多臂螺旋結構的電磁渦旋發生器，其特征在于，所述輻射結構為空間螺旋結構時，所述輔助結構包括用于支撐輻射結構的介質體。

5.根據權利要求1所述的基于多臂螺旋結構的電磁渦旋發生器，其特征在于，所述輻射結構通過N個旋臂的起點進行饋電時，N個旋臂饋電相位增大的方向與旋臂的旋向相反。

6.根據權利要求1所述的基于多臂螺旋結構的電磁渦旋發生器，其特征在于，所述輻射結構通過N個旋臂的終點進行饋電時，N個旋臂饋電相位增大的方向與旋臂的旋向相同。

7.根據權利要求1所述的基于多臂螺旋結構的電磁渦旋發生器，其特征在于，所述多臂螺旋輻射結構中旋臂的個數N等于預期產生的軌道角動量最高階數。

8.根據權利要求1所述的基于多臂螺旋結構的電磁渦旋發生器，其特征在于，所述移相器的相移范圍為 ；所述同軸饋線的外導體與地板相連，內導體分別在N個旋臂的起點或終點進行饋電；所述地板位于介質基板下方或者固定于介質體上，其大小和形狀在滿足饋電需求的同時不影響所輻射渦旋電磁波的模態。