CN112751167B - 一种天线面板、涡旋波束天线及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种天线面板、涡旋波束天线及其工作方法，属于涡旋波束天线技术领域，解决了现有涡旋波束发射器件通过移相馈电网络移相造成的对频率依赖性强、工作带宽受限的问题。天线面板上包含至少一个天线阵列，天线阵列包括沿圆周均匀分布的多个天线单元，多个天线单元的取向角度随天线单元方向角的变化而依次变化。涡旋波束天线，包括上述的天线面板，以及设置于所述天线面板下方的功分器，功分器层数与天线阵列个数一致，与天线阵列一一对应连接，用于实现功率分配。涡旋波束天线的工作方法，将功分器与信号发射机相连，通过信号发射机提供射频激励信号，实现涡旋波束的发射。本发明中的技术方案能够很好地解决现有技术中存在的上述问题。

Description

一种天线面板、涡旋波束天线及其工作方法

技术领域

本发明涉及涡旋波束天线技术领域，尤其涉及一种天线面板、涡旋波束天线及其工作方法。

背景技术

众所周知，具有轨道角动量(OrbitalAngular Momentum，OAM)的涡旋光束可以实现同一频率同时传输多路信号，具有提高频谱效率的潜力，因此备受关注。在微波领域由于频谱资源有限，这种多路复用方法具有重要意义。在多模涡旋波束产生的各种方法中，圆形天线阵被认为是一种有效且方便的方法，可以通过同轴排布的方式实现不同OAM模式信号的多路复用。另外，微波频段用于涡旋波束生成的技术手段还有螺旋相位板、行波天线、全息衍射光栅、透射/反射型超表面等。

现有技术中，螺旋相位板可以实现单模式涡旋波束发射，而多个模式的涡旋波束发射通常需要相应数量的螺旋相位板组合使用，因此会造成整体器件尺寸过大，非常不利于集成化。同时，螺旋相位板工作频带非常窄，无法宽带化应用；行波天线基本也只能用于单模式发射，且器件体积也同样比较大；全息衍射光栅同样具有单模、窄带、不易集成的缺点；超表面涡旋波束生成器件对电磁波相位调控比较灵活，但属于被动器件，需要一个额外的馈源配合使用，且由于材料反射率或透过率的问题，存在较强的信号反射，无法应用于远距离通信以及大功率工作场景。

而对于阵列天线而言，多模式涡旋波束的辐射可以通过馈电网络设计来实现，同时利用成熟的PCB工艺也易于实现器件集成化。然而，天线阵列辐射元件所需的相位、幅值均一致的激励信号往往需要通过复杂的移相馈电网络来实现，而常用的微带延迟线等类型的移相网络通常具有较强的频率依赖性，因此一定程度上限制了阵列天线涡旋波束发射器件的工作带宽。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种天线面板、涡旋波束天线及其工作方法，用以解决现有涡旋波束发射器件通过移相馈电网络移相造成的对频率依赖性强、工作带宽受限的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，提供了一种天线面板，所述天线面板上包含至少一个天线阵列，所述天线阵列包括沿圆周均匀分布的多个天线单元，多个所述天线单元的取向角度随天线单元方向角的变化而依次变化。

在上述方案的基础上，本发明还做了如下改进：

进一步，所述天线阵列中天线单元的个数N满足：N≥|l|*4，l表示对应于所述天线阵列的轨道角动量模式。

进一步，所述天线单元的取向角

满足：

其中，α为所述天线单元的方向角，

为初始角度，l表示对应于所述天线阵列的轨道角动量模式。

进一步，所述天线面板上包括多个对应于不同轨道角动量模式的呈同心圆排布的天线阵列；

半径相同的天线阵列对应的轨道角动量模式绝对值相同，半径较大的天线阵列对应的轨道角动量模式绝对值大于半径较小的天线阵列对应的轨道角动量模式绝对值。

进一步，通过调整所述天线面板中各天线阵列半径的大小，使得多个模式涡旋波束发射角保持一致。

进一步，所述天线面板为圆形、方形、椭圆形方形、椭圆形、三角形或不规则形状。

进一步，所述天线面板上的天线阵列呈内、外两圈分布；

内圈设置有交错排布的两个天线阵列，对应的轨道角动量模式分别为l＝+1和l＝-1；

外圈设置有一个天线阵列，对应的轨道角动量模式为l＝-2。

进一步，当所述天线面板上内圈阵列半径在40mm±2mm范围内变化时，天线面板上外圈阵列半径设置在60mm±5mm范围内变化。

本发明还公开了一种涡旋波束天线，包括上述的天线面板，以及设置于所述天线面板下方的功分器，

所述功分器层数与所述天线阵列个数一致，与天线阵列一一对应连接，用于实现功率分配。

在上述方案的基础上，本发明还做了如下改进：

进一步，所述天线面板与相邻的一层功分器紧贴组装，相邻的两层功分器之间设有空气间隙。

进一步，当所述功分器为微带形式的功分器时，所述空气间隙的厚度大于四分之一波长。

本发明还公开了一种上述的涡旋波束天线的工作方法，将至少一个所述功分器与信号发射机相连，通过所述信号发射机提供射频激励信号，与所述功分器对应连接的天线阵列实现对应的轨道角动量模式涡旋波束的发射。

本发明有益效果如下：

本发明公开的天线面板至少能够实现以下效果之一：

(1)实现了天线类辐射器件中的几何相位调控：利用天线面板中天线单元的几何旋转即可实现对三维空间中圆极化电场辐射相位的移相控制、宽带调控。

本发明提出的天线类辐射器件中的几何相位是由于天线单元的取向角度随天线单元方向角的变化而依次变化带来的，即由于天线面板中天线单元的旋转带来的，可以称为几何相位，类似于超表面中的PB相位概念。不同的是，超表面中的PB相位大小等于散射体取向角变化值的2倍，且只有沿旋转轴方向传播的电磁波才满足这个规律。而在天线这类主动辐射器件中，几何相位的大小等于天线旋转角度的1倍，且对于辐射场中的任意方向都适用。因此基于这种调控方法的相位调控手段对频率没有依赖性，具有宽带工作的优点。

(2)利用天线单元的几何相位调控原理实现了多模式宽带高效率涡旋波束天线器件设计：基于几何相位原理，可实现多模式涡旋波束天线阵列在阵面内的集成设计。

(3)多个模式的天线阵列可以被集成在一块电路板中，易于实现多模式涡旋波束发射器件的小型化和集成化。

(4)实现了多模式涡旋波束发散角控制：利用天线阵列中各圈阵列的尺寸设计，结合发射模式的选择，可以实现多个模式涡旋波束发散角保持一致。

(5)本发明中使用了天线面板作为发射器件的单元结构，相比于超表面等被动器件，具有更高的功率耐受能力，可适应远距离大功率通信应用场景。

第二方面，本发明还公开了一种涡旋波束天线，包括上述任一天线面板，以及设置于天线面板下方的功分器。

该涡旋波束天线也具备上述天线面板的有益效果。同时，由于相位调控由天线面板直接完成，不再需要移相馈电网络进行移相操作，因此传统的移相馈电网络在本发明中被简化为简单的功分器，因此克服了移相环节对频率的依赖性所导致的带宽限制，简化设计复杂度，提高工作带宽。

第三方面，本发明还公开了一种涡旋波束天线的工作方法，基于涡旋波束天线实现，能够通过信号发射机向功分器提供射频激励信号，实现了涡旋波束的发射。

相对于现有技术中通过调整射频激励信号发射时间等方式实现移相的方法，该方法实现过程简单，且效果更佳。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1(a)、(b)、(c)为右旋圆极化天线单元结构示意图，(d)、(e)、(f)为天线性能仿真结果；

图2(a)、(b)分别表示当天线单元工作频率为8.5GHz、11.5GHz时，天线单元主极化分量辐射场相位分布随极角的变化情况；

图3为天线面板组阵方法示意图；

图4(a)为天线面板示意图；图4(b)为三模式涡旋波束天线结构示意图；图4(c)为三模式涡旋波束天线馈电方式示意图；

图5(a)、(b)分别表示三模式涡旋波束天线结构中内圈阵列、外圈阵列中的功分器结构示意图；

图6为三模式涡旋波束天线实物图；

图7(a)-(f)分别表示当工作频率为8.5GHz时三模式涡旋波束天线的场分布测试结果；图7(g)-(l)分别表示当工作频率为11.5GHz时三模式涡旋波束天线的场分布测试结果；

图8(a)、(c)、(e)分别表示当工作频率为8.5GHz时三模式涡旋波束天线远场测试结果；图8(b)、(d)、(f)分别表示当工作频率为11.5GHz时三模式涡旋波束天线远场测试结果。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

本发明首先证明了对于天线这类辐射器件，在辐射源发生旋转时，其圆极化场分量也会携带一个与频率无关的、与辐射源旋转角度相同的几何相位。证明过程如下：

对于一个位于坐标系中心且沿x轴放置的长度为L的电偶极子，其表面电流分布形式为：

其中k是自用空间的传播常数。该电偶极子的辐射远场分量

和

可表述为：

其中

f(θ,φ)＝cos(kL/2)sinθcosφ/(1-sin²θcos²φ)，μ是真空磁导率。进而电场的左旋和右旋分量可表述为：

E_LCP＝E_θ+iE_φ＝E₀f(θ,φ)Aexp[i(-φ+ψ₁)] (4)

E_RCP＝E_θ-iE_φ＝E₀f(θ,φ)Aexp[i(φ+ψ₁)] (5)

其中

ψ₁＝acot(cosθcotφ)-φ。

从公式(4)和(5)可以看出，电偶极子辐射远场的右旋圆极化分量的相位分布与方位角φ基本呈+1倍关系，同时有一个与θ和φ有关的微扰项ψ₁。同样左旋圆极化分量的相位分布与方位角φ基本呈-1倍关系，同时有一个与θ和φ有关的微扰项。

根据电动力学理论，任何天线的辐射方向图都可视为一个点源阵列方向图的合成。因此一个圆极化天线可被看作一个偶极子阵列构成，因此其几何相位调控机理与偶极子具有类似的规律。考虑最基本的模型为例，对于位于xoy面内的两个正交的电偶极子，其馈电相位相差π/2。众所周知，这两个电偶极子将构成一个最基本的圆极化天线。假设该天线主极化为右旋圆极化，根据上述推导过程，该右旋圆极化天线的主极化辐射场为：

E_R＝E_θ-jE_φ＝E₀Fexp[i(φ+ψ₂)] (6)

其中

g₁＝f(θ,φ)cosθ+f(θ,φ-π/2)，g₂＝f(θ,φ-π/2)cosθ+f(θ,φ)。

从公式(6)可以得出，右旋圆极化天线的主极化分量相位分布与方位角呈+1倍关系，同时有一个与θ和φ有关的微扰项ψ₂。相对于一个单独的电偶极子，该右旋圆极化天线中的微扰项可忽略不计。因此当天线单元绕z轴旋转δφ度时，空间中任意一点的辐射场相位相当于也减小了δφ。

这种几何相位可以应用于圆极化辐射源在各个方向的辐射场，而不仅仅是像光学元件的旋转给沿旋转轴传播的散射波圆极化转换分量带来的相位变化，如PB相位。此外，与PB相比较，本文提出的几何相位与旋转角度相同，而不是两倍关系。利用这种几何相位可以对圆极化辐射源的辐射场进行相位调控(由于本发明提出的几何相位与天线旋转角相同，因此调节天线旋转角，即可改变圆极化分量辐射场相位)。由于本发明提出的几何相位是由于天线单元的几何旋转引起的，与天线单元自身的结构无关、跟天线的工作频率无关，所以从光学到微波频段均适用。通过简单地排列各个天线单元的取向，就可以在较宽的频率范围内均匀地调节由圆极化辐射单元组成的阵列的辐射相位波前，且这种方法从光学到微波频段都是通用的。如图1所示，图1(a)、(b)、(c)为右旋圆极化天线单元结构示意图，(d)、(e)、(f)为上述右旋圆极化天线的天线性能仿真结果。该天线单元有两个工作频率，即8.5GHz和11.5GHz，在这两个频点上天线馈电端口回波损耗小于-20dB，同时在这两个频点上辐射远场轴比小于2，因此在这两个频点是一个比较完美的右旋圆极化辐射天线单元。较低的回波损耗可以保证天线在高功率工作情况下具有比较低的器件损耗，从而具有较高的工作效率。

图2(a)、(b)分别表示当天线单元工作频率为8.5GHz、11.5GHz时，天线单元主极化分量辐射场相位分布随极角的变化情况。从图2(a)、(b)中可以看出，天线主极化辐射场相位沿方位角φ呈[0,2π)的接近线性的分布，因此当天线单元绕z轴旋转时δφ度时，空间中任意一点的辐射场相位相当于也减小了δφ。这意味着通过天线单元自身的取向角度的改变就可以调节空间中辐射场的相位。

利用天线单元的上述性质，我们将其用于涡旋波束的发射。

实施例1

本发明的实施例1公开了一种天线面板，天线面板的结构如图3、图4(a)所示，天线面板上包含至少一个天线阵列，天线阵列包括沿圆周均匀分布的多个天线单元，多个所述天线单元的取向角度随天线单元方向角的变化而依次变化。

与现有技术相比，本发明中提供的天线面板，通过天线面板中天线单元的几何旋转即可实现对三维空间中圆极化电场辐射相位的宽带调控。即，利用天线单元自身的旋转即可实现移相功能，且该移相功能的实现与天线单元本身的结构无关。具体的，天线面板采用常规的pcb板材即可，无特殊要求。对天线面板的形状也无特殊要求，只要能够在其上沿圆周均匀分布多个天线单元即可。在实际工程实践中，当天线面板为圆形时，具备对称性，便于天线单元的布局以及后期制作，因此，优选的可以将天线面板设置为圆形。当然还可以根据实际需要，将天线面板设置为方形、椭圆形、三角形以及受到实际使用环境约束的其它不规则形状。

上述天线阵列中每一个天线单元结构均相同。

示例性地，本实施例给出了一种天线单元的结构，如图1(a)所示，该天线单元由两层电路板堆叠而成。其中，上层电路板的结构示意图如图1(c)所示，上层电路板的厚度0.5mm，上下表面各有一块方形切角覆铜贴片，上层电路板的结构尺寸为：a1＝5.2mm，g1＝0.2mm，d1＝1.3mm，b1＝1.0mm，c1＝1.06mm，s1＝1.9mm，t1＝1.9mm，h1＝0.5mm；下层电路板的结构示意图如图1(b)所示，下层电路板的厚度1mm，上表面为光板，下表面覆铜。下层电路板的结构尺寸为：a2＝6.7mm，g2＝0.7mm，d2＝2.25mm，b2＝1.2mm，c2＝0.99mm，s2＝1.65mm，t2＝2.05mm，h2＝1.0mm，天线单元口径D＝16.0mm。这种结构的天线单元有两个工作频率，即8.5GHz和11.5Hz。实际应用中，还可以通过优化天线单元的结构尺寸，得到相应的其它谐振频点组合。

优选地，本实施例还给出了天线面板的组阵方式，用于实现涡旋波束的发射，示意图如图3所示。假设由N个天线单元沿圆周均匀分布，用于生成轨道角动量模式为l的涡旋波束。根据采样定理，天线单元的个数N满足：N≥|l|*4，l表示对应于所述天线阵列的轨道角动量模式。考虑到功分器设计便利性，通常设置天线单元个数为2的整数次方。天线单元的取向角

需满足：

其中，α为所述天线单元的方向角，

为初始角度，

可取任意值，对涡旋波束的生成没有影响。天线单元的方向角指的是该天线单元在天线面板上的相对方位，即天线面板中心与天线单元中心的连线与天线面板局域坐标系x轴正方向的夹角。本实施例中天线面板局域坐标系以x轴向右为正、y轴向上为正方式建立。按照上述方式设置天线阵列中天线单元的位置及其取向角，能够利用天线单元本身实现移相功能，实现相应模式的涡旋波束信息发射。

优选地，本实施例中的天线面板还可用于角动量模式绝对值不同的多模式涡旋波束的生成。此时，所述天线面板上包括多个对应于不同轨道角动量模式的呈同心圆排布的天线阵列；半径相同的天线阵列对应的轨道角动量模式绝对值相同，半径较大的天线阵列对应的轨道角动量模式绝对值大于半径较小的天线阵列对应的轨道角动量模式绝对值。通过调整所述天线面板中各天线阵列半径的大小，使得多个模式涡旋波束发射角保持一致。具体地，各天线阵列半径大小关系可通过对各圈半径参数优化得到。优选地，为有效减小耦合，相邻两个天线单元之间的间距一般不能小于四分之一波长。

实施例2

本发明实施例2中公开了一种涡旋波束天线，如图4所示，包括上述任一天线面板，以及设置于所述天线面板下方的功分器，所述功分器层数与所述天线阵列个数一致，与天线阵列一一对应连接，用于实现功率分配。由于上述天线面板即可实现移相功能，因此，本实施中提供的涡旋波束天线后端不再需要移相设置，从而将原有的移相馈电网络简化为了简单的功分器，克服了移相馈电网络的频率依赖特性所导致的窄频带工作的缺点，扩展了本发明中涡旋波束天线的工作带宽。

优选地，所述功分器的多个输出端口与相应的天线阵列中的天线单元一一对应连接。所述天线面板与相邻的一层功分器紧贴组装，由于最上面一块功分器与天线面板属于背对背安装，不存在线路的干扰，因此可以紧贴以节省空间；而为避免相邻功分器之间的线路干扰，因此在相邻的两层功分器之间设有空气间隙。当所述功分器为微带形式的功分器时，所述空气间隙的厚度大于四分之一波长，以减小对相邻线路的干扰。

实施例3

在本发明的实施例3中，给出了一种具体的三模式涡旋波束天线尺寸设计方式，如图4所示：所述天线面板上的天线阵列呈内、外两圈分布；内圈设置有交错排布的两个天线阵列，对应的轨道角动量模式分别为l＝+1和l＝-1；外圈设置有一个天线阵列，对应的轨道角动量模式为l＝-2。其中，对应于轨道角动量模式l＝+1的天线单元的初始角为

对应于轨道角动量模式l＝-1的天线单元的初始角为

对应于轨道角动量模式l＝-2的天线单元的初始角为

示例性的，本实施例中内圈中各天线阵列均包括8个天线单元，外圈阵列包括16个天线阵列。

为实现天线器件的小型化，在实际制作过程中，先根据内圈中天线单元的排布，确定了内圈阵列半径的大小，为40mm±2mm，在此基础上，通过调整外圈阵列半径的大小，使得多个模式涡旋波束发射角保持一致。当内圈阵列半径在40mm±2mm范围内变化时，相应地，天线面板上外圈阵列半径为60mm±5mm范围内变化。

在天线面板确定后，相应地设置了三层功分器，分别用于实现上述三种模式对应的天线阵列中天线单元信号的功率分配，功分器出口可以与天线单元之间使用同轴结构进行连接。图4(c)为三模式涡旋波束天线馈电方式示意图。功分器的多个输出端口与相应的天线阵列中的天线单元一一对应连接。图5为功分器结构示意图，其中，图5(a)为与内圈中的一个天线阵列对应的功分器的布线方式，图5(b)为与外圈的天线阵列对应的功分器的布线方式。同时，三层功分器之间相互独立。图6示出了根据上述设计方法制作的天线实物图。

本实施例还以天线面板内圈阵列半径40mm、外圈阵列半径60mm为例，通过测试分析了天线的涡旋波束辐射能力：分别测试了8.5GHz和11.5GHz频率处模式数l＝+1、-1、-2三个涡旋波束模式的辐射场分布，如图7所示为测试结果，其中，图7(a)-(f)分别表示当工作频率为8.5GHz时三模式涡旋波束天线的场分布测试结果；图7(g)-(l)分别表示当工作频率为11.5GHz时三模式涡旋波束天线的场分布测试结果。图7测试结果表明，在8.5GHz和11.5GHz均生成了比较完美的三个模式的涡旋波束。证明了本发明所提出的设计方法的合理性。同样我们还测量了天线器件的远场辐射性能，如图8所示，其中，图8(a)、(c)、(e)分别表示当工作频率为8.5GHz时三模式涡旋波束天线远场测试结果；图8(b)、(d)、(f)分别表示当工作频率为11.5GHz时三模式涡旋波束天线远场测试结果。在各个模式测试结果中，正方向均具有明显的零深，对应于涡旋波束传播轴向的零点。另外同一频率下三种模式的辐射场发散角几乎相等，说明了本发明通过阵列半径的合理设计，还具有调节不同模式涡旋波束发散角的能力。这对于多模式涡旋波束通信中接收天线的设计具有重要的指导意义。

实施例4

在本发明的实施例4中，还公开了一种上述涡旋波束天线的工作方法，具体为：将至少一个所述功分器与信号发射机相连，通过所述信号发射机提供射频激励信号，与所述功分器对应连接的天线阵列实现对应的轨道角动量模式涡旋波束的发射。优选地，当需要实现多模式涡旋波束的发射时，将相应的多个功分器分别与信号发射机相连，通过所述信号发射机提供对应于多种轨道角动量模式的射频激励信号。对应于多种轨道角动量模式的射频激励信号可独立发射，也可多模式同时发射，具体发射方法取决于发射机设定的多通道工作方式。优选地，所述将所述功分器与信号发射机相连指的是：将相应的功分器输入端口通过线缆连接到信号发射机的输出端口。

上述实施例中其相关之处可相互借鉴，且能达到相同的技术效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种天线面板，其特征在于，所述天线面板上包含至少一个天线阵列，所述天线阵列包括沿圆周均匀分布的多个天线单元，多个所述天线单元的取向角度随天线单元方向角的变化而依次变化；

所述天线面板上的天线阵列呈内、外两圈分布；

内圈设置有交错排布的两个天线阵列，对应的轨道角动量模式分别为l＝+1和l＝-1；

外圈设置有一个天线阵列，对应的轨道角动量模式为l＝-2。

2.根据权利要求1所述的天线面板，其特征在于，

所述天线阵列中天线单元的个数N满足：N≥|l|*4，l表示对应于所述天线阵列的轨道角动量模式。

3.根据权利要求1所述的天线面板，其特征在于，

所述天线单元的取向角

满足：

其中，α为所述天线单元的方向角，

为初始角度，l表示对应于所述天线阵列的轨道角动量模式。

4.根据权利要求1所述的天线面板，其特征在于，

所述天线面板上包括多个对应于不同轨道角动量模式的呈同心圆排布的天线阵列；

半径相同的天线阵列对应的轨道角动量模式绝对值相同，半径较大的天线阵列对应的轨道角动量模式绝对值大于半径较小的天线阵列对应的轨道角动量模式绝对值。

5.根据权利要求4所述的天线面板，其特征在于，通过调整所述天线面板中各天线阵列半径的大小，使得多个模式涡旋波束发射角保持一致。

6.根据权利要求1-5任一项所述的天线面板，其特征在于，所述天线面板为圆形、方形、椭圆形、三角形或不规则形状。

7.根据权利要求1所述的天线面板，其特征在于，

当所述天线面板上内圈阵列半径在40mm±2mm范围内变化时，天线面板上外圈阵列半径设置在60mm±5mm范围内变化。

8.一种涡旋波束天线，其特征在于，包括权利要求1-7中任一所述的天线面板，以及设置于所述天线面板下方的功分器，

所述功分器层数与所述天线阵列个数一致，与天线阵列一一对应连接，用于实现功率分配。

9.根据权利要求8所述的涡旋波束天线，其特征在于，

所述天线面板与相邻的一层功分器紧贴组装，相邻的两层功分器之间设有空气间隙。

10.根据权利要求9所述的涡旋波束天线，其特征在于，

当所述功分器为微带形式时，所述空气间隙的厚度大于四分之一波长。

11.一种权利要求8-10中任一项所述的涡旋波束天线的工作方法，其特征在于，

将至少一个所述功分器与信号发射机相连，通过所述信号发射机提供射频激励信号，与所述功分器对应连接的天线阵列实现对应的轨道角动量模式涡旋波束的发射。

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