[发明专利]一种聚束型多模电磁涡旋发生器

权利要求书

1.一种聚束型多模电磁涡旋发生器，其特征在于，包括UCA初级辐射结构、馈电结构和抛物反射面结构；所述UCA初级辐射结构由N个相同的单元天线呈均匀圆周排列，N为大于2的正整数；所述馈电结构包括一个一分N路等功分器、N个移相器和N根传输馈线；所述抛物反射面结构位于UCA初级辐射结构的斜上方，是从完整的旋转抛物面中截取的一部分，UCA初级辐射结构处于其焦点位置；

输入激励信号经过一分N路等功分器等分为N路等幅同相的信号后，分别进入N个移相器，再分别通过N根传输馈线馈入UCA辐射结构的N个单元天线；通过调节N个移相器的相移量，使得UCA初级辐射结构中相邻单元天线的馈电相位差满足l为预期产生的轨道角动量模态数，1≤l≤(N-1)/2，并同时使N个单元天线的馈电相位沿顺时针或逆时针方向依次增大，实现等幅等相位差馈电，UCA初级辐射结构产生轨道角动量模态数为l的涡旋电磁波；

抛物反射面结构位于UCA初级辐射结构的斜上方，与水平夹角为45°，由半径900mm的圆柱体与贯穿半径2400mm、焦深1500mm的抛物面截取公共部分所得；

UCA初级辐射结构产生的涡旋电磁波经抛物反射面结构的偏馈式照射，所产生的l阶聚束型轨道角动量电磁波位于抛物反射面的下方；

根据l的取值不同，在空间中能相应的产生绝对值为1到N阶的聚束型轨道角动量电磁波，即通过改变馈电相位差就能实现多个聚束型轨道角动量模态的生成；能够产生的轨道角动量最高整数阶数l_max，由N决定，满足l_max＜N/2；UCA初级辐射结构产生的l阶轨道角动量电磁波经过抛物反射面结构的反射后，聚束型多模电磁涡旋发生器产生的聚束型轨道角动量电磁波的阶数为-l。

2.根据权利要求1所述的聚束型多模电磁涡旋发生器，其特征在于，UCA初级辐射结构中的单元天线为微带天线、八木天线、带反射板的振子天线、喇叭天线、平面螺旋天线或圆锥螺旋天线。

3.根据权利要求1所述的聚束型多模电磁涡旋发生器，其特征在于，移相器为数字移相器或模拟移相器，传输馈线是同轴线、微带线或波导管。

4.根据权利要求1所述的聚束型多模电磁涡旋发生器，其特征在于，N＝16。