基于低轮廓多模谐振器的宽带双极化滤波阵列天线，具备双OAM（轨道角动量）波束特性

一种基于低剖面多模谐振器的宽带双极化滤波天线阵列设计，通过耦合TE211非带外模式与带内TE111、TE121、TM10模式，在通带两侧引入传输零点，扩展带宽至32.7%（2.92-4.05 GHz）。该阵列采用共极化滤波电路设计，通过超表面辐射元实现三组正交OAM波束（+1,-1）、（0,+1）、（-1,0），实测主动VSWR<2，增益8.2-10.1 dBi，带外抑制≥17.1 dB。

摘要：

本文介绍了一种宽带、双极化滤波阵列天线，该天线能够利用低剖面多模谐振器（MMR）生成双轨道角动量（OAM）波束。通过将四个短路通孔和一种带槽贴片集成到矩形基板上，该宽带MMR能够激发以下介质模式：TE111TE121TE211TM10。通过将这些寄生模式与带内谐振模式耦合，在通带的两侧引入了两个传输零点，从而提高了带宽和频率选择性。为了实现滤波阵列，该贴片被设计为辐射超表面（MTS），作为极化共享滤波电路的最终阶段。一个制造的2×2阵列通过施加相位移动，依次生成了三个具有拓扑电荷(l1l2) = (+1,-1)、(0,+1) 和 (-1,0) 的双OAM波束，每个波束都具有两个辐射零点。该原型在32.7%（2.92-4.05 GHz）的带宽内实现了低于2的主动电压驻波比（VSWR），三个双OAM波束的峰值增益分别为8.2 dBi、10.1 dBi和10.0 dBi，并且带外抑制效果达到≥17.1 dB。