使用石墨烯的超宽带轨道角动量螺旋天线设计

来源：电子测量技术杂志2024年第3期北京时间：

作者：李建晟，王全全，王国庆，宛汀

单位：1.南京邮电大学通信与信息工程学院 南京 210003; 2.南京邮电大学波特兰学院 南京 210023; 3.金篆信科有限责任公司南京分公司 南京 210012

摘要：轨道角动量涡旋波束各个模态之间相互正交，可以很好地解决频谱资源紧张的问题。针对目前轨道角动量天线普遍存在带宽较窄的问题，设计了一种太赫兹频段的超宽带轨道角动量四臂螺旋天线。研究了馈电端口之间连续相位差与生成模态之间的关系，使用了一种石墨烯双环结构并通过调整优化天线的的结构尺寸来提高天线的性能。实验结果表明，通过简单调整馈电相位差，就能够产生模态数为0、1、2和3的涡旋波，并且不同模态下天线的增益均在7.5 dBi以上。同时所设计的天线绝对带宽达到了8.85 THz，在中心频率6 THz处其相对带宽可以达到147%，S11为-50 dB，与传统天线相比改善较大，为太赫兹频段的模态复用提供了一定的现实意义。

关键词：轨道角动量;石墨烯;超宽带;螺旋天线

基金资助：国家自然科学基金(62071245)项目资助