CN216251158U - 一种双环结构多模态oam电磁涡旋波阵列天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双环结构多模态OAM电磁涡旋波阵列天线，涉及电磁波传输技术领域，解决了当前涡旋电磁在传输过程中存在接收效率低下的问题，其技术方案要点是：包括安装台，安装台上表面设置有集成盒，集成盒上分别固定安装有外长驻波环和内接环片，内接环片内壁上呈均匀分布固定安装有微带圆极化天线贴片，每个相邻的微带圆极化天线贴片分别为微带圆极化天线贴片OAM接收器和微带圆极化天线贴片OAM发生器，内接环片上对应于微带圆极化天线贴片的位置上设置有馈电点，且内接环片中心位置固定安装有基片；可以依据实际运行条件，增加电磁波的接收效率，并具有自动调节模态纯度的作用，使用简单。
Description
技术领域
本实用新型涉及电磁波传输技术领域，更具体地说，它涉及一种双环结构多模态OAM电磁涡旋波阵列天线。
背景技术
涡旋电磁波又称为具有轨道角动量的电磁波，常规球面电磁波，其能量由中心向外呈现辐射状，在以能量中心为原点的环形波束上，其相位是一个固定值；而涡旋电磁波，其能量呈现环状，类似于面包圈形状，在以能量中心为原点的环形波束上，其相位呈现均匀分布，环上任意两点之间存在相位梯度，目前产生涡旋电磁波的方式主要有两种：螺旋相位板和天线阵列，天线在通信、广播、电视、雷达和导航等无线电系统中被广泛的应用，起到了传播无线电波的作用，是有效地辐射和接受无线电磁波必不可少的装置。
在接收电磁波的过程中，因为电磁波会进行远程传输，在传输到接收区域时，电磁波的信号变得较为微弱，导致接收到电磁波信号变差，此外，针对多模态电磁涡旋，模态数越高，模态纯度越低，所以对多种模态进行信息传输的过程中，紊乱的相位影响到传输和接收两个过程。
因此，为解决上述问题，我们提出一种双环结构多模态OAM电磁涡旋波阵列天线。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种双环结构多模态OAM电磁涡旋波阵列天线，可以依据实际运行条件，增加电磁波的接收效率，并具有自动调节模态纯度的作用，使用简单。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：包括安装台，所述安装台上表面设置有集成盒，所述集成盒上分别固定安装有外长驻波环和内接环片，所述内接环片内壁上呈均匀分布固定安装有微带圆极化天线贴片，每个相邻的所述微带圆极化天线贴片分别为微带圆极化天线贴片OAM接收器和微带圆极化天线贴片OAM发生器，所述内接环片上对应于微带圆极化天线贴片的位置上设置有馈电点，且所述内接环片中心位置固定安装有基片，所述基片上设置有馈电单元组阵，所述馈电单元组阵与馈电点之间匹配，所述安装台内部固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴贯穿安装台与集成盒下表面之间固定连接。
通过采用上述技术方案，整体结构以外长驻波环作为接收电磁波的主要结构，并在其内部设置内接环片，内接环片上分布多个微带圆极化天线贴片，所以在接收无线电磁波的同时，首先通过伺服电机带动外长驻波环和内接环片旋转，以此找出最佳接收位置，提高电磁波接收效率，另外通过馈电单元组阵配合每个微带圆极化天线贴片上的馈电点，通过互相调节的方式，筛选出模态纯度最高的电磁波。
本实用新型进一步设置为：所述集成盒上表面中心点一侧固定安装有定点支架，所述定点支架上侧的中心点固定安装有电磁波管，所述集成盒内部分别固定安装有电磁波检测器和控制器，所述控制器的型号为MAM-100，所述电磁波检测器和控制器之间电性连接，且所述电磁波检测器与电磁波管之间通过导线电性连接。
通过采用上述技术方案，在接收无线电磁波的过程中，以电磁波管来接收无线电磁波，并通过电磁波检测器检测电磁波强度，在强度最大的位置，确认为最佳接收面积，此时电磁波检测器发送电信号到控制器，由控制器来控制伺服电机停止运行。
本实用新型进一步设置为：所述电磁波管与基片的中心点处于同一水平线。
通过采用上述技术方案，电磁波管与基片处于相同位置上，以确保电磁波检测器检测过程中的准确度。
本实用新型进一步设置为：所述电磁波管内壁上设置有螺旋导槽涂层。
通过采用上述技术方案，在螺旋导槽涂层的作用下，使无线电磁波在电磁波管内部的停留时间延长，进一步提高电磁波检测器检测过程中的准确度。
本实用新型进一步设置为：所述外长驻波环与内接环片之间的间距相等。
通过采用上述技术方案，外长驻波环在接收到无线电磁波后，可以以等间距等波长的方式作用在内接环片上。
本实用新型进一步设置为：每个所述微带圆极化天线贴片之间的间距相等。
通过采用上述技术方案，以每个微带圆极化天线贴片之间的间距作为电磁波接收过程中的相位差值。
本实用新型进一步设置为：所述内接环片沿远离电磁波管的方向呈弧形球面。
通过采用上述技术方案，内接环片在接收无线电磁波的过程中，以呈弧形球面状的内接环片可以提高接收效率。
本实用新型进一步设置为：所述外长驻波环与内接环片之间固定安装有绝缘介质层。
通过采用上述技术方案，在使用过程中，外长驻波环在通电过程中，会产生局部的电磁场，通过绝缘介质层作为阻隔外长驻波环与内接环片之间的结构，防止外长驻波环上的电磁场影响到内接环片。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
整体结构以伺服电机带动外长驻波环与内接环片旋转，使外长驻波环旋转到与电磁波场地方向垂直的方向，从而可以提高无线电磁波的接收效率，并在内接环片上设置多个微带圆极化天线贴片，并通过馈电单元组阵来连通每个微带圆极化天线贴片上的馈电点，以此通过不同的调解方式，筛选出模态纯度最高的电磁波。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的集成盒部件的局部剖切图；
图3为本实用新型的图1的侧视图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1、安装台；2、集成盒；3、外长驻波环；4、馈电单元组阵；5、基片；6、绝缘介质层；7、微带圆极化天线贴片；8、电磁波管；9、定点支架；10、电磁波检测器；11、控制器；12、伺服电机；13、螺旋导槽涂层；14、内接环片。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图1-3，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例：一种双环结构多模态OAM电磁涡旋波阵列天线，包括安装台1，安装台1上表面设置有集成盒2，集成盒2上分别固定安装有外长驻波环3和内接环片14，内接环片14内壁上呈均匀分布固定安装有微带圆极化天线贴片7，每个相邻的微带圆极化天线贴片7分别为微带圆极化天线贴片OAM接收器和微带圆极化天线贴片OAM发生器，内接环片14上对应于微带圆极化天线贴片7的位置上设置有馈电点，且内接环片14中心位置固定安装有基片5，基片5上设置有馈电单元组阵4，馈电单元组阵4与馈电点之间匹配，安装台1内部固定安装有伺服电机12，伺服电机12的输出轴贯穿安装台1与集成盒2下表面之间固定连接。
如图2所示，集成盒2上表面中心点一侧固定安装有定点支架9，定点支架9上侧的中心点固定安装有电磁波管8，集成盒2内部分别固定安装有电磁波检测器10和控制器11，电磁波检测器10和控制器11之间电性连接，且电磁波检测器10与电磁波管8之间通过导线电性连接，电磁波管8与基片5的中心点处于同一水平线。
如图3所示，电磁波管8与基片5的中心点处于同一水平线，电磁波管8内壁上设置有螺旋导槽涂层13，外长驻波环3与内接环片14之间的间距相等，每个微带圆极化天线贴片7之间的间距相等，内接环片14沿远离电磁波管8的方向呈弧形球面，外长驻波环3与内接环片14之间固定安装有绝缘介质层6。
工作原理：在使用过程中，通过伺服电机12带动集成盒2以恒定速度旋转，而外长驻波环3在通电过程中，依据电磁辐射的二重性原理，环面的平面上方向图是圆，环轴所在平面上方向图是8字形,沿环轴方向的辐射为零，以此来接收无线电磁波，而在旋转过程中，通过电磁波管8接收到一部分的电磁波，通过电磁波检测器10来检测最高强度的电磁波，在此状态下，外长驻波环3与电磁波传输方向垂直；
通过基片5上的馈电单元组阵4对不同位置上的微带圆极化天线贴片7进行馈电时，内接环片7上位于微带圆极化天线贴片7的位置上激励产生远场电源，在此过程中，不同位置上的微带圆极化天线贴片7在馈电过程中产生的远场电源不同，所以在出现模态0、1、2或3的时候，并得出各个电场中的电场幅度，并计算各模态能力占比，以确认最高模态纯度的接收方式。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种双环结构多模态OAM电磁涡旋波阵列天线，包括安装台(1)，其特征是，所述安装台(1)上表面设置有集成盒(2)，所述集成盒(2)上分别固定安装有外长驻波环(3)和内接环片(14)，所述内接环片(14)内壁上呈均匀分布固定安装有微带圆极化天线贴片(7)，每个相邻的所述微带圆极化天线贴片(7)分别为微带圆极化天线贴片OAM接收器和微带圆极化天线贴片OAM发生器，所述内接环片(14)上对应于微带圆极化天线贴片(7)的位置上设置有馈电点，且所述内接环片(14)中心位置固定安装有基片(5)，所述基片(5)上设置有馈电单元组阵(4)，所述馈电单元组阵(4)与馈电点之间匹配，所述安装台(1)内部固定安装有伺服电机(12)，所述伺服电机(12)的输出轴贯穿安装台(1)与集成盒(2)下表面之间固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种双环结构多模态OAM电磁涡旋波阵列天线，其特征是，所述集成盒(2)上表面中心点一侧固定安装有定点支架(9)，所述定点支架(9)上侧的中心点固定安装有电磁波管(8)，所述集成盒(2)内部分别固定安装有电磁波检测器(10)和控制器(11)，所述电磁波检测器(10)和控制器(11)之间电性连接，且所述电磁波检测器(10)与电磁波管(8)之间通过导线电性连接。
3.根据权利要求2所述的一种双环结构多模态OAM电磁涡旋波阵列天线，其特征是，所述电磁波管(8)与基片(5)的中心点处于同一水平线。
4.根据权利要求2所述的一种双环结构多模态OAM电磁涡旋波阵列天线，其特征是，所述电磁波管(8)内壁上设置有螺旋导槽涂层(13)。
5.根据权利要求1所述的一种双环结构多模态OAM电磁涡旋波阵列天线，其特征是，所述外长驻波环(3)与内接环片(14)之间的间距相等。
6.根据权利要求1所述的一种双环结构多模态OAM电磁涡旋波阵列天线，其特征是，每个所述微带圆极化天线贴片(7)之间的间距相等。
7.根据权利要求1所述的一种双环结构多模态OAM电磁涡旋波阵列天线，其特征是，所述内接环片(14)沿远离电磁波管(8)的方向呈弧形球面。
8.根据权利要求1所述的一种双环结构多模态OAM电磁涡旋波阵列天线，其特征是，所述外长驻波环(3)与内接环片(14)之间固定安装有绝缘介质层(6)。
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