[发明专利]一种产生双模OAM涡旋电磁波的SIW环形缝隙天线

权利要求书

1.一种产生双模OAM涡旋电磁波的SIW环形缝隙天线，其特征在于，所述SIW环形缝隙天线的横截面为圆形横截面，记圆形横截面的圆心为O，所述SIW环形缝隙天线由上层金属面、中间介质基板以及下层金属面组成；

所述SIW环形缝隙天线上由外到内依次分别设置有多个金属化通孔、环形辐射缝隙以及三个馈电同轴探头，所述多个金属化通孔沿圆周均匀排列；

其中，沿圆周均匀排列的多个金属化通孔形成SIW圆形谐振腔，且每个金属化通孔直径相等，每个金属化通孔依次贯穿上层金属表面、中间介质基板以及下层金属地面，每个金属化通孔分别与所述上层金属表面、所述下层金属地面电连接；

所述环形辐射缝隙蚀刻在所述上层金属表面上；

所述三个馈电同轴探头为在所述环形辐射缝隙内侧沿圆周方向均匀分布的三个实心金属柱，每个实心金属柱依次贯穿上层金属表面、中间介质基板以及下层金属地面，每个实心金属柱分别与所述上层金属表面、所述下层金属地面电连接，且每两个馈电同轴探头与圆心O之间组成120度夹角。

2.根据权利要求1所述的一种产生双模OAM涡旋电磁波的SIW环形缝隙天线，其特征在于，

所述SIW圆形谐振腔的半径为17.5毫米至18毫米，所述SIW圆形谐振腔的半径为SIW圆形谐振腔的任一金属化通孔到圆心O的距离；

所述环形辐射缝隙的宽度为1毫米至2毫米；

所述三个馈电同轴探头与圆心O之间的距离分别为9毫米，且每个馈电同轴探头的直径为1毫米。

3.根据权利要求1所述的一种产生双模OAM涡旋电磁波的SIW环形缝隙天线，其特征在于，

通过改变环形辐射缝隙的内半径，得到具有不同OAM模式的涡旋电磁波，所述不同OAM模式包含OAM模式l＝±1，以及OAM模式l＝±2。

4.根据权利要求3所述的一种产生双模OAM涡旋电磁波的SIW环形缝隙天线，其特征在于，

当环形辐射缝隙的内半径为13.3毫米至15毫米时，所述SIW圆形谐振腔形成TM₁₁₀谐振模式，从而得到OAM模式l＝1的涡旋电磁波；

其中，TM_mnp谐振模式表示电磁波的磁场只有横向的磁场分量，而没有垂直于天线表面方向上的轴向磁场分量，下标m表示场沿圆周分布的驻波周期数，下标n表示场沿半径分布的半波数，下标p表示场沿轴向分布的半驻波数。

5.根据权利要求3所述的一种产生双模OAM涡旋电磁波的SIW环形缝隙天线，其特征在于，

当环形辐射缝隙的内半径为10.6毫米至11.9毫米时，所述SIW圆形谐振腔形成TM₂₁₀谐振模式，从而得到OAM模式l＝2的涡旋电磁波；

其中，TM_mnp谐振模式表示电磁波的磁场只有横向的磁场分量，而没有垂直于天线表面方向上的轴向磁场分量，下标m表示场沿圆周分布的驻波周期数，下标n表示场沿半径分布的半波数，下标p表示场沿轴向分布的半驻波数。

6.根据权利要求4或5所述的一种产生双模OAM涡旋电磁波的SIW环形缝隙天线，其特征在于，所述三个馈电同轴探头外接幅度相同且相位相差120度的集总端口激励；

若三个馈电同轴探头外接集总端口激励的相位按照顺时针方向递增，则得到OAM模式为正的涡旋电磁波；

若三个馈电同轴探头外接集总端口激励的相位按照逆时针方向递增，则得到OAM模式为负的涡旋电磁波。