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申请/专利权人：西安电子科技大学

摘要：本发明公开了一种多馈源共口径OAM模态复用的全息超表面天线及设计方法，其方案包括：确定各馈源位置及对应产生的目标涡旋波束；计算阻抗分布并进行叠加；设计全息超表面单元；阻抗分布到全息超表面单元尺寸的映射；全息超表面的构建及馈源的放置。本发明中的每个馈源对应于不同的OAM模态涡旋波束，此种基于多馈源的新型阻抗叠加方法，能够通过同时激励各个馈源来实现OAM模态的复用，提高了口径利用率和通信系统的信道容量。本发明天线的馈电结构是嵌入天线阵面的单极子天线，不需要再用额外的喇叭天线对其进行馈电，具有剖面低、集成度高的优点。

主权项：1.一种多馈源共口径OAM模态复用的全息超表面天线设计方法，其特征在于，将若干种以不同馈源位置为中心的张量表面阻抗分布在一个共用口径上进行叠加，使得该口径上包含了所有目标OAM模态涡旋波束的信息，通过同时激励各个馈源，实现了多馈源共口径OAM模态复用；该天线设计方法的步骤包括如下：步骤1.确定馈源个数q1、第i个轨道角动量模态li，第i个馈源的位置xi,yi,0、球坐标系下出射波的波束指向为其中，2≤q1≤4，i＝1,2,3···q1，li∈[±1,±2]，θi表示俯仰角且θi∈[0360°]，表示方位角且步骤2.计算第i个馈源产生的激励波Ji及该馈源对应的出射波Ei；步骤3.计算第i个馈源产生的激励波Ji与相应出射波Ei进行干涉产生的张量表面阻抗分布Zi；步骤4.将所有张量表面阻抗分布进行叠加，得到总的张量表面阻抗分布Z；步骤5.将张量表面阻抗分布Z转化成等效标量表面阻抗分布Ze；步骤6.设计全息超表面所采用的张量超表面单元，每个超表面单元由三个自由度ex、ey和θs控制其等效标量表面阻抗；步骤7.调整全息超表面上各不同位置处的张量全息超表面单元的三个自由度ex、ey、θs，使得张量全息超表面具有上述等效标量表面阻抗分布；步骤8.按照ex、ey、θs分布对张量全息超表面单元进行排列，以M×N个张量全息超表面单元排列而成的全息超表面为XOY面，阵面圆心为坐标系原点，M,N≥40且M≥N，将q1个馈源按照步骤1中确定的位置信息排布，同时激励q1个馈源，产生每个馈源对应的轨道角动量涡旋电磁波；步骤9.通过同时激励各个馈源，实现OAM模态的复用。

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百度查询： 西安电子科技大学 多馈源共口径OAM模态复用的全息超表面天线及设计方法