申请/专利权人：西安电子科技大学

申请日：2023-12-28

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN117810703A

主分类号：H01Q15/00

分类号：H01Q15/00;H01Q1/38

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.19#实质审查的生效;2024.04.02#公开

摘要：本发明提出了一种多模态轨道角动量涡旋波束赋形全息超表面天线，包括多个超表面单元，超表面单元中的矩形缝隙贴片的边长由其所在位置的超表面单元的最大等效标量表面阻抗值决定，缝隙的角度与电磁波的传播方向相等；辐射器被划分成中心为圆形和依次嵌套的P个圆环形共Q个区域，每个区域生成一种不同模态的轨道角动量涡旋波。本发明所形成的Q种不同模态的涡旋波位于同一方向上且可以相互叠加，进而生成形状随模态总数和模态间隔变化以及等效模态值随模态总数、模态间隔和第一种模态轨道角动量涡旋波的模态值变化的涡旋波束，同时通过加大辐射器中超表面单元的数量可以实现所形成的轨道角动量涡旋波模态数量的拓展，提高了通信效率和信道的利用率。

主权项：1.一种多模态轨道角动量涡旋波束赋形的全息超表面天线，包括辐射器1和位于中心的馈源2，所述辐射器1包括M×N个周期性排布的超表面单元11，M≥20，N≥20；所述超表面单元11包括介质基板111和印制在其下表面的金属地板112及上表面的方形辐射贴片113；每个辐射贴片的边长amn由其所在位置的超表面单元的最大等效标量表面阻抗值决定，每个辐射贴片上蚀刻有与x轴的夹角为的矩形缝隙，且与电磁波的传播方向相等；其特征在于：所述辐射器1被划分成圆形和以其为中心向外依次嵌套的P个圆环形共Q个区域，其中Q＝P+1，第q个区域生成以为方向图函数的第q种模态轨道角动量涡旋波，Q个不同模态轨道角动量涡旋波相互叠加形成以为方向图函数的涡旋波束，该涡旋波束的形状随模态的个数Q和相邻模态值间隔Δl的取值变化，以及等效轨道角动量模态值随Q、Δl和第1种模态轨道角动量涡旋波的模态值l1的取值变化，通过改变Q、Δl和l1的取值达到波束赋形的效果，第q种模态轨道角动量涡旋波对应的圆形区域的半径R1或第p个圆环形区域的外径Rp通过经典均匀圆环阵列天线产生的涡旋波的远场辐射强度确定： 其中，θ和分别为球坐标系中的俯仰角和方位角，lq为第q种模态轨道角动量涡旋波的模态值，为lq阶第一类贝塞尔函数，k为辐射器产生的辐射波的传播常数，Rq表示第q种模态轨道角动量涡旋波对应的圆形区域的半径或圆环形区域的外径。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西安电子科技大学 一种多模态轨道角动量涡旋波束赋形的全息超表面天线

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