【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种使用mxene贴片和石墨烯贴片的轨道角动量天线，属于轨道角动量天线。
技术介绍
1、随着移动通信技术的快速发展，移动终端设备的广泛普及，频谱资源的紧缺成为了无线通信领域一直困扰人们的重要问题。为了解决这一问题，寻找到更为高效，更为智能的新一代无线移动通信技术迫在眉睫。开发新的频谱资源(如采用毫米波技术)或提高频谱利用率(如5g时代的大规模阵列天线多入多出技术)为提升系统容量的两大主要方法。移动通信技术的发展与革命性技术的产生息息相关，如何高效优质的传输信息也是人们长期以来一直想解决的难题。
2、近年来，轨道角动量(orbital angular momentum,oam)因其能够有效扩大信道容量、提高频谱效率等优点而备受关注。oam因其具有螺旋形波前相位分布，故也被称为涡旋电磁波。oam有着很高的自由度和良好的抗干扰能力，理论上具有无限种不同的模态，且各个模态之间相互正交、互不干扰，利用这一特性可以实现在同一载波频率上传输多种信号。因此，基于轨道角动量的复用通信技术能够较大程度上提高频谱利用率，轨道角动量的发现也为未来解决频谱资源紧缺的问题提供了一种新的思路。
3、石墨烯是一种具有特殊性能的二维材料，由于其高限制、低损耗、良好的柔性和可调节性，在太赫兹和远红外区域可以很好的替代贵金属。同时石墨烯还具有电导率可调这一优异特性，这为设计太赫兹范围内的可重构应用提供了理论基础。mxene材料是一类新型二维过渡金属碳/氮化物材料，具有高导电性，同时因其具有可折叠、可塑形、易于加工成各种复杂形状的
技术实现思路
1、本专利技术目的在于针对上述现有技术的缺陷和不足，提供了一种能够产生轨道角动量的天线，该天线通过调整石墨烯化学势实现了天线工作频段的可重构，只需调整馈电相位差便能够产生稳定的模态数l＝0、0.5、1、1.5、2、2.5和3的轨道角动量涡旋波。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种使用mxene和石墨烯的轨道角动量天线，包括mxene贴片层、上层pi介质基板、石墨烯贴片层、下层pi介质基板和金属接地层。所述天线自上至下第一层为mxene贴片层，所述mxene贴片层为8个mxene贴片，所述mxene贴片呈环形均匀分布在上层pi介质基板上，所述第二层为上层pi介质基板，所述第三层为石墨烯贴片层，所述石墨烯贴片层为8个石墨烯贴片，所述石墨烯贴片呈环形均匀分布在下层pi介质基板上，所述第四层为下层pi介质基板，所述第五层为金属接地层，所述天线采用l型馈电结构馈电，所述l型馈电结构分别设在每个石墨烯贴片下方，所述l型馈电结构贯穿下层pi介质基板以及金属接地层，所述每个馈电结构下设有一个馈电端口。
3、进一步地，所述mxene贴片为圆形，材料为ti3c2 mxene，半径为36μm。
4、进一步地，所述mxene贴片圆心到上层pi介质基板圆心的距离为120μm。
5、进一步地，所述上层pi介质基板为圆形，材料为pi，半径为160μm，厚度为15μm。
6、进一步地，所述石墨烯贴片的石墨烯温度为300k，化学势μc＝1ev，弛豫时间为1ps。
7、进一步地，所述石墨烯贴片为圆形，半径为40μm。
8、进一步地，所述石墨烯贴片圆心到下层pi介质基板圆心的距离为120μm。
9、进一步地，所述l型馈电结构底面半径为2μm，高为33μm，长为40μm。
10、进一步地，所述8个馈电端口均为圆形，半径为2μm，每个所述馈电端口圆心到金属接地层圆心的距离为121.66μm。
11、进一步地，所述下层pi介质基板为圆形，材料为pi，半径为250μm，厚度为15μm。
12、进一步地，所述天线采用同轴馈电方式，对8个馈电端口分别进行连续相位差为0°、22.5°、45°、67.5°、90°、112.5°、135°馈电时，可产生模态数l＝0、0.5、1、1.5、2、2.5、3的涡旋波。
13、有益效果：
14、1、本专利技术通过调整石墨烯化学势实现了天线工作频段的可重构，所设计的天线模态改变容易，同时呈现良好的涡旋波特点。
15、2、本专利技术天线通过调整石墨烯化学势实现了天线工作频段的可重构，只需调整馈电相位差便能够产生稳定的模态数l＝0、0.5、1、1.5、2、2.5和3的轨道角动量涡旋波。
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1.一种使用MXene和石墨烯的轨道角动量天线，其特征在于：包括MXene贴片层、上层PI介质基板、石墨烯贴片层、下层PI介质基板和金属接地层，所述天线自上至下第一层为MXene贴片层，所述MXene贴片层为8个MXene贴片，所述MXene贴片呈环形均匀分布在上层PI介质基板上，所述第二层为上层PI介质基板，所述第三层为石墨烯贴片层，所述石墨烯贴片层为8个石墨烯贴片，所述石墨烯贴片呈环形均匀分布在下层PI介质基板上，所述第四层为下层PI介质基板，所述第五层为金属接地层，所述天线采用L型馈电结构馈电，所述L型馈电结构分别设在每个石墨烯贴片下方，所述L型馈电结构贯穿下层PI介质基板以及金属接地层，所述每个馈电结构下方设有一个馈电端口。
2.根据权利要求1所述的一种使用MXene和石墨烯的轨道角动量天线，其特征在于，所述MXene贴片为圆形，半径为36μm。
3.根据权利要求1所述的一种使用MXene和石墨烯的轨道角动量天线，其特征在于，所述MXene贴片圆心到上层PI介质基板圆心的距离为120μm。
4.根据权利要求1所述的一种使用MXene和石
5.根据权利要求1所述的一种使用MXene和石墨烯的轨道角动量天线，其特征在于，所述石墨烯贴片为圆形，半径为40μm。
6.根据权利要求1所述的一种使用MXene和石墨烯的轨道角动量天线，其特征在于，所述石墨烯贴片圆心到下层PI介质基板圆心的距离为120μm。
7.根据权利要求1所述的一种使用MXene和石墨烯的轨道角动量天线，其特征在于，所述L型馈电结构底面半径为2μm，高为33μm，长为40μm。
8.根据权利要求1所述的一种使用MXene和石墨烯的轨道角动量天线，其特征在于，所述8个馈电端口均为圆形，半径为2μm，每个所述馈电端口圆心到金属贴片圆心的距离为121.66μm。
9.根据权利要求1所述的一种使用MXene和石墨烯的轨道角动量天线，其特征在于，所述下层PI介质基板为圆形，半径为250μm，厚度为15μm。
10.根据权利要求1所述的一种使用MXene和石墨烯的轨道角动量天线，其特征在于，所述天线采用同轴馈电方式，对8个馈电端口分别进行连续相位差为0°、22.5°、45°、67.5°、90°、112.5°、135°馈电时，可产生模态数l＝0、0.5、1、1.5、2、2.5、3的涡旋波。
...【技术特征摘要】
1.一种使用mxene和石墨烯的轨道角动量天线，其特征在于：包括mxene贴片层、上层pi介质基板、石墨烯贴片层、下层pi介质基板和金属接地层，所述天线自上至下第一层为mxene贴片层，所述mxene贴片层为8个mxene贴片，所述mxene贴片呈环形均匀分布在上层pi介质基板上，所述第二层为上层pi介质基板，所述第三层为石墨烯贴片层，所述石墨烯贴片层为8个石墨烯贴片，所述石墨烯贴片呈环形均匀分布在下层pi介质基板上，所述第四层为下层pi介质基板，所述第五层为金属接地层，所述天线采用l型馈电结构馈电，所述l型馈电结构分别设在每个石墨烯贴片下方，所述l型馈电结构贯穿下层pi介质基板以及金属接地层，所述每个馈电结构下方设有一个馈电端口。
2.根据权利要求1所述的一种使用mxene和石墨烯的轨道角动量天线，其特征在于，所述mxene贴片为圆形，半径为36μm。
3.根据权利要求1所述的一种使用mxene和石墨烯的轨道角动量天线，其特征在于，所述mxene贴片圆心到上层pi介质基板圆心的距离为120μm。
4.根据权利要求1所述的一种使用mxene和石墨烯的轨道角动量天线，其特征在于，所述上层pi介质基板为圆形，半径为160μm，厚度为15μm。...
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