The invention discloses an electromagnetic super surface polarization converter based on solid-state plasma, which comprises a second layer dielectric substrate, a first layer dielectric substrate and a bottom metal reflector in turn from top to bottom. The second layer dielectric substrate is coated with a metal patch and a solid-state plasma resonance unit and a vanadium dioxide resonance. The unit is composed of a resonant unit which can realize the circular polarization conversion in the ultra wideband range. The invention controls the excitation state of the resonant unit composed of solid-state plasma by external logic array programming and the phase transition state of vanadium dioxide region by temperature, thereby realizing the line-to-circular polarization conversion of the polarization converter in different frequency domains, and the frequency of circular polarization can be obtained by reasonable parameter optimization. It has dynamic control range across X band, Ku band, K band and Ka band in four bands.
【技术实现步骤摘要】
一种基于固态等离子体的电磁超表面极化转换器
本专利技术涉及固态等离子实用技术和微波器件
,特别是基于固态等离子体与二氧化钒的可调控超宽带极化转换器。
技术介绍
在线极化天线愈发难以满足严格的需求的今天,圆极化天线与极化转换器在卫星通信系统、无线遥感系统、WLAN(无线局域网)、WPAN(无线个人区域网)、GPS(全球定位系统)等一系列系统中已得到迅速发展。由于圆极化波的众多优势,如降低极化不一致导致的能量损耗,降低雨雾天气和建筑物的干扰性等等,使得线-圆极化转换技术在众多军事和民用的领域中得到了普遍地运用,所以研究线-圆极化转换技术至关重要。传统意义上的极化转换主要是利用双折射材料或手性材料的各向异性。但自然界中双折射材料的各向异性较弱,因此传统的极化转换器的厚度通常在波长量级,从而导致光学器件或系统的体积十分庞大,不利于未来集成光子器件的发展。近年来研究发现,亚波长结构超材料具有一些超常物理特性,如负折射率、圆二色性、极化调控等。所以可以通过超材料来获得自然界难以获得的强各向异性,并且能实现物理尺寸较小的极化转换器。而超表面是由超材料结构单元组成的一种二维阵列,根据广义斯涅尔定理,超表面能够灵活地调制电磁波的极化方式、相位、传播方向等。但对于大多数情况,超表面结构一旦固定,工作范围很难再发生改变,为得到可调谐的宽圆极化工作范围就不得不引入大量的集总元件,控制电路复杂而且不利于集成和芯片化一体制造。固态等离子体能够很好地解决这一问题,固态等离子体是采用通过外加激励例如电或光的形式在半导体本征层形成的,当外加激励并且固态等离子体内载流子浓度达到一定值时 ...
【技术保护点】
1.一种基于固态等离子体的电磁超表面极化转换器,其特征在于:包括由上至下依次层叠第二层介质基板、第一层介质基板及底层金属反射板,所述第二层介质基板上方贴敷有由金属贴片及固态等离子体谐振单元、二氧化钒谐振单元组成的可以实现超宽带范围内的线‑圆极化转换的谐振单元。
【技术特征摘要】
1.一种基于固态等离子体的电磁超表面极化转换器,其特征在于:包括由上至下依次层叠第二层介质基板、第一层介质基板及底层金属反射板,所述第二层介质基板上方贴敷有由金属贴片及固态等离子体谐振单元、二氧化钒谐振单元组成的可以实现超宽带范围内的线-圆极化转换的谐振单元。2.根据权利要求1所述的基于固态等离子体的电磁超表面极化转换器,其特征在于:所述谐振单元由三部分组成,分别为顶层呈“糖果形”的金属贴片单元、呈“梯形”的固态等离子体谐振单元和呈“缺口直角梯形”二氧化钒谐振单元。3.根据权利要求2所述的基于固态等离子体的电磁超表面极化转换器,其特征在于:所述固态等离子体谐振单元个数为四个,并嵌于第二层介质基板中;所述二氧化钒谐振单元个数为四个,并附着在第二层介质基板上。4.根据权利要求2所述的基于固态等离子体的电磁超表面极化转换器,其特征在于:所述顶层金属贴片由短轴为0.81mm,长轴为1.1583mm的椭圆结构与两个“弓形”结构组成,左侧“弓形”结构的弦中点与椭圆结构的中心位于x轴上且相距1.1183mm,左侧“弓形”结构对应一个圆心角86°41′、半径1.87mm的扇形结构,所述扇形结构的顶点与所述椭圆结构中心点的距离为0.2417mm,且两个“弓形”结构关于y轴对称。5.根据权利要求4所述的基于固态等离子体的电磁超表面极化转换器,其特征在于:所述固态等离子体谐振单元分别连接在左右“弓形”结构的弦长一侧的上下两端,左侧“弓形”结构上端连接的梯形谐振单元上底为0.35mm,下底为0.47mm,高为0.48mm,从所述梯形谐振单元上底的上端点引出的腰与两底边之间的垂线的夹角为45°,且左侧“弓形”结构上下端连接的梯形谐振单元关于x轴对称,左右两侧“弓形”结构连接的梯形谐振单元关于y轴对称。6.根据权利要求4所述的基于固态等离子...
【专利技术属性】
技术研发人员:章海锋,曾立,刘国标,黄通,
申请(专利权)人:南京邮电大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。