[发明专利]一种辐射双频漩涡波的微带圆形贴片天线

说明书

一种辐射双频漩涡波的微带圆形贴片天线，涉及贴片天线。设有上下层介质基板、圆形辐射贴片和馈电网络；上层介质基板为双面覆铜微波介质基板，上层介质基板上表面金属层为圆形辐射贴片，上层介质基板下表面金属层为接地板；下层介质基板为单面覆铜微波介质基板，下层介质基板上表面无金属层，下层介质基板下表面为馈电网络；所述馈电网络为T型一分二功分器，两个输出端口相位差为90°。上下层介质基板无间隙叠加；所述圆形辐射贴片边缘处设有两个馈电孔，在2个馈电孔上分别设有馈电接线端子，圆形辐射贴片通过第1圆柱金属导体和第2圆柱金属导体穿过上层介质基板和下层介质基板与T型一分二功分器馈电网络两个输出端口连接。

技术领域

本发明涉及贴片天线，尤其是涉及一种辐射双频漩涡波(OAM)的微带圆形贴片天线。

背景技术

为缓解频谱资源紧张与无线业务需求日益增长之间的矛盾，各种着眼于调制和编码的无线电技术应运而生。随着这些技术的广泛应用和逐步成熟，无线频谱资源的利用率得到了较大增长；但同时，频率、相位、时间、振幅这些无线电的传统复用自由度已被日趋充分地开发，基于这些维度的调制和编码的技术难以再让现有频谱效率有大幅度的提升。然而，近来兴起的轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)通信技术却独辟蹊径，将传统平面波扭曲成涡旋电磁波，用不同模态涡旋电磁波间的正交性提供全新的复用维度，极大提升频谱效率(Y.Yan,G.Xie,M.P.Lavery,H.Huang,N.Ahmed,C.Bao,Y.Ren,Y.Cao,L.Li,Z.Zhao et al.,“High-capacity millimetre-wavecommunications with orbitalangular momentum multiplexing,”Naturecommunications,vol.5,2014.)。OAM的可观前景，使研究出一种能有效产生并复用多个OAM模的天线成为当前热点。

目前，主流OAM天线可分为均匀圆形阵列、螺旋相位板、电磁超表面和环形行波天线四类，但大都因在小型化和多模复用上存在困难而在实际应用中受到限制(D.Liu,L.Gui,H.Chen,Z.Zhang and T.Jiang,Multiple OAM modes generated by patchantenna,2018 IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibilityand 2018 IEEE Asia-Pacific Symposium on Electromagnetic Compatibility(EMC/APEMC),Singapore,2018,pp.390-392.)。圆形阵列涉及到复杂的馈电网络和阵元间的互耦问题；螺旋相位板结构立体，难以平面化，难以多模复用，且介质板带来的损耗较大；电磁超表面天线结构复杂，成本较高，多采用难以小型化的反射面结构。近来虽出现一些采用环形行波原理、能够产生多种OAM模的天线，但均是通过多个馈电网络或多个辐射单元的简单叠加来产生多模OAM，并未对单个辐射单元产生多OAM模的可能性加以研究和利用。

综上，OAM发生装置的研究与设计具有重要的现实意义，但目前报道的微波段OAM生成装置存在实现难度大、工作带宽窄、模式重构能力差、结构鲁棒性差等诸多问题，因此有必要继续探索可供选择的OAM天线设计技术与方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的上述问题，提供结构简单，能够产生漩涡波的双频漩涡波圆形微带贴片天线，在两个工作频带内分别辐射不同模式OAM波束的一种辐射双频漩涡波的微带圆形贴片天线。

本发明设有上层介质基板、圆形辐射贴片、下层介质基板和馈电网络；

所述上层介质基板为双面覆铜微波介质基板，上层介质基板上表面金属层为圆形辐射贴片，上层介质基板下表面金属层为接地板；

所述下层介质基板为单面覆铜微波介质基板，下层介质基板上表面无金属层，下层介质基板下表面为馈电网络；