[实用新型]一种涡旋电磁波发生器

说明书

本实用新型公开了一种涡旋电磁波发生器，包括第一金属板、软磁铁氧体、第二金属板、永磁铁氧体以及探针，其中，所述软磁铁氧体为圆柱体结构，软磁铁氧体上表面固定设有所述第一金属板，且所述第一金属板的半径小于所述软磁铁氧体的半径；软磁铁氧体下表面固定设有所述第二金属板，且软磁铁氧体的半径小于第二金属板；所述第二金属板上开有一通孔，所述探针可从该通孔中穿过；所述永磁铁氧体设在所述第二金属板下方，且永磁铁氧体的横截面积大于软磁铁氧体的横截面积；所述第二金属板连接有一螺纹杆，所述永磁铁氧体设有一通孔，且通孔内加工有与所述螺纹杆相配合的螺纹。本实用新型的涡旋电磁波发生器可以产生不同频段不同角动量模式数的涡旋电磁波，且结构简单，加工容易，易于实现。

技术领域

本实用新型属于无线通信系统电子器件领域，具体涉及一种涡旋电磁波发生器。

背景技术

涡旋电磁波是一种具有螺旋相位面和方位角分量的电磁波束，具有轨道角动量。光频段的涡旋电磁波可以应用于“光镊”和“光学扳手”实现显微操作，也可以应用于超分辨率成像和量子信息技术等各个方面。微波频段的涡旋电磁波可应用于无线通信领域，利用具有不同轨道角动量的涡旋电磁波可以在相同频率下实现多个信道，显著提升无线通信信道容量，从而解决当前无线通信频谱资源紧张的问题。

而如何产生具有不同轨道角动量的涡旋电磁波是是目前亟待解决的技术难题。当前，人们已经研究出了多种产生涡旋电磁波的方法。主要有以下方法：(1)利用台阶状螺旋相位板的相位调制作用将平面波前转换为螺旋波前，其结构简洁，但是加工要求高，且主要应用于光频段或毫米波以上的高频段；(2)在阵列结构天线中采用螺旋相位馈电的方式实现涡旋波，可以用于频率较低的微波频段，但是天线结构和馈电结构都复杂，馈电部分的相位和幅度控制难度大，特别是轨道角动量模式数较大时，结构会趋于庞大复杂，实现难度极大；(3)利用正交馈电的圆形行波波导实现涡旋电磁波，结构简单便于加工，但是其正交馈电结构较为复杂，且一旦结构固定，其涡旋模式和工作频率随即固定，无法进行调谐；(4)基于人工表面等离激元的方式产生涡旋电磁波，可以在不同频率下得到具有不同轨道角动量模式数的涡旋波，但是其结构需要精细设计和加工，且无法实现多模调控和频带调谐。所以有必要设计出一种结构简单、工作频率可调且可产生不同角动量模式数的涡旋电磁波发生器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、工作频率可调且可产生不同角动量模式数的涡旋电磁波发生器。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种涡旋电磁波发生器，包括第一金属板、软磁铁氧体、第二金属板、永磁铁氧体以及探针，其中，软磁铁氧体为圆柱体结构，软磁铁氧体上表面固定设有第一金属板，且第一金属板的半径小于软磁铁氧体的半径；软磁铁氧体下表面固定设有第二金属板，且软磁铁氧体的半径小于第二金属板；第二金属板上开有一通孔，探针可从该通孔中穿过；所述永磁铁氧体设在第二金属板下方，且永磁铁氧体的横截面积大于软磁铁氧体的横截面积；所述第二金属板连接有一螺纹杆，所述永磁铁氧体设有一通孔，且通孔内加工有与所述螺纹杆相配合的螺纹。

作为本实用新型的进一步限定方案，永磁铁氧体的材料为锶铁氧体或钡铁氧体或钕铁硼永磁体。

作为本实用新型的进一步限定方案，软磁铁氧体的材料为钇铁石榴石铁氧体或镁锰铁氧体或镍锌铁氧体。

作为本实用新型的进一步限定方案，永磁铁氧体为圆柱体结构。

作为本实用新型的进一步限定方案，第一金属板、第二金属板和螺纹杆均采用铝合金制成。

作为本实用新型的进一步限定方案，软磁铁氧体与第一金属板之间、软磁铁氧体与第二金属板之间均可通过焊接方式或导电胶固定。

作为本实用新型的进一步限定方案，第一金属板、软磁铁氧体、第二金属板和永磁铁氧体以同心方式排布。