一种侧边耦合馈电的宽带透射式可重构智能表面单元制造技术

本发明专利技术公开了一种侧边耦合馈电的宽带透射式可重构智能表面单元，涉及信号传输技术领域。包括发射层、接收层、第一PIN二极管、第二PIN二极管和金属通孔；金属通孔贯穿发射层和接收层，发射层与接收层之间设置有金属地；本发明专利技术发射层与接收层利用耦合馈电激励起多个谐振模式，以扩展工作带宽；将两个PIN二极管反向固定在接收层，通过电控PIN二极管交替通断，以控制电流方向，从而利用电流反转机制产生工作频带内稳定的180

【技术实现步骤摘要】
一种侧边耦合馈电的宽带透射式可重构智能表面单元


[0001]本专利技术涉及信号传输
，更具体的说是涉及一种侧边耦合馈电的宽带透射式可重构智能表面单元。

技术介绍

[0002]在移动通信系统中，对电磁频谱有精确的频段划分，不同运营商拥有不同的通信频段。可重构智能表面通过其大量的低成本电磁单元智能控制无线信号的反射特性，从而实现无线传播环境的重新配置，成为一种被积极讨论的新兴技术，有提高移动通信系统传输速率、覆盖范围、以及能量效率的巨大潜力。为了节省硬件成本，通常采用宽带可重构智能表面同时覆盖多个频段，以提升通信带宽，提高阵面硬件的复用率。
[0003]因此，如何提供一种侧边耦合馈电的宽带透射式可重构智能表面单元，实现多模式宽带谐振，支持多个频点的宽带谐振，在较大工作频率范围内实现对入射电磁波的灵活相位调控是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种侧边耦合馈电的宽带透射式可重构智能表面单元，通过加载PIN二极管实现透射相位动态控制，并通过侧边耦合馈电实现多模式宽带谐振。特别地，可重构智能表面单元具有2个以上模式，可以支持多个频点的宽带谐振，可在较大工作频率范围内实现对入射电磁波的灵活相位调控。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种侧边耦合馈电的宽带透射式可重构智能表面单元，包括：发射层、接收层、第一PIN二极管、第二PIN二极管和金属通孔；
[0006]所述金属通孔贯穿所述发射层和所述接收层，所述发射层与所述接收层之间设置有金属地；所述金属通孔与所述金属地隔绝；所述第一PIN二极管和所述第二PIN二极管置于所述接收层上；
[0007]所述第一PIN二极管和所述第二PIN二极管处于相反的工作状态。
[0008]优选的，所述金属地上开设有圆形槽，所述圆形槽直径大于所述金属通孔直径。圆形槽与所述金属通孔不接触，金属地起到发射层和接收层之间的隔离作用。
[0009]优选的，所述发射层包括第一介质基板、发射贴片和第一馈线；
[0010]所述第一介质基板外侧图形化设计所述发射贴片，所述第一介质基板内侧与所述金属地一面连接；
[0011]所述第一馈线两端分别连接所述金属通孔一端两侧壁，所述第一馈线两端分别连接所述发射贴片两侧。
[0012]优选的，所述接收层包括第二介质基板、接收贴片和第二馈线；
[0013]所述第二介质基板外侧图形化设计所述接收贴片，所述第二介质基板内侧与所述金属地另一面连接。
[0014]第一介质基板和第二介质基板都为微波介质板材质；贴片平面尺寸为半个自由空
间电磁波的波长，厚度小于波长。
[0015]优选的，所述第一介质基板与所述金属地一面通过半固化片粘接；所述第二介质基板与所述金属地另一面通过半固化片粘接。
[0016]优选的，所述第一PIN二极管的正极和所述第二PIN二极管的正极通过所述第二馈线连接所述金属通孔另一端两侧壁；所述第一PIN二极管的负极和所述第二PIN二极管的负极分别通过所述第二馈线连接所述接收贴片。
[0017]PIN二极管为射频二极管，其开关比可以支持微波频段的电路控制，第一PIN二极管和第二PIN二极管分别焊接于接收层。
[0018]优选的，所述第一PIN二极管和所述第二PIN二极管处于相反的工作状态，具体包括：所述第一PIN二极管处于导通状态时所述第二PIN二极管处于截止状态，或者所述第一PIN二极管处于截止状态时所述第二PIN二极管处于导通状态。
[0019]优选的，通过电控切换所述第一PIN二极管和所述第二PIN二极管的工作状态，控制馈线上的电流方向。根据电流反转原理，产生180
°
相位差。
[0020]通过电控使两个二极管交替导通，形成一组两个状态，交替导通的PIN二极管可以一起贴片上电流的翻转，从而产生两种单元状态，这两种单元状态形成透射相位差在全频带为稳定的180
°
。
[0021]优选的，采用侧边耦合馈电的原理，激励贴片产生频率相邻的多个模式，其模式数大于2个，从而实现多个频点的谐振。
[0022]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术提供了一种侧边耦合馈电的宽带透射式可重构智能表面单元，包括：发射层、接收层、第一PIN二极管、第二PIN二极管和金属通孔；所述金属通孔贯穿所述发射层和所述接收层，所述发射层与所述接收层之间设置有金属地；所述金属通孔与所述金属地隔绝；所述第一PIN二极管和所述第二PIN二极管置于所述接收层上；所述第一PIN二极管和所述第二PIN二极管处于相反的工作状态。
[0023]本专利技术具有以下有益效果：通过发射层与接收层利用耦合馈电激励起多个谐振模式，以展宽工作带宽；将两个PIN二极管反向加载在接收层的第二馈线上，通过电控PIN二极管交替通断，以控制电流方向，从而利用电流反转机制产生工作频带内稳定的180
°
相位差；同时，将PIN二极管放置在第二馈线上可以实现低插损。将本专利技术公开的宽带透射式可重构智能表面单元组成阵列，可实现对入射电磁波的灵活相位调控，在移动通信、卫星通信、雷达成像等众多领域有广泛的应用前景。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0025]图1为本专利技术一种侧边耦合馈电的宽带透射式可重构智能表面单元的结构主视图；
[0026]图2(a)为本专利技术一种侧边耦合馈电的宽带透射式可重构智能表面单元正面结构俯视图；
[0027]图2(b)为本专利技术一种侧边耦合馈电的宽带透射式可重构智能表面单元反面结构俯视图；
[0028]图3为本专利技术实施例的一组反射系数幅度；
[0029]图4为本专利技术实施例的一组透射系数幅度；
[0030]图5为本专利技术实施例的一组透射系数相位；
[0031]图6(a)为本专利技术实施例的接收贴片在5.0GHz处的电场分布模式图；
[0032]图6(b)为本专利技术实施例的接收贴片在5.4GHz处的电场分布模式图；
[0033]图6(c)为本专利技术实施例的接收贴片在5.75GHz处的电场分布模式图；
[0034]图6(d)为本专利技术实施例的接收贴片在6.2GHz处的电场分布模式图。
[0035]其中，1
‑
发射贴片，2
‑
接收贴片，3
‑
第一介质基板，4
‑
第二介质基板，5
‑
第一馈线，6
‑
金属地，7
‑
第一PIN二极管，8
‑
第二PIN二极管，9
‑
第二馈线。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种侧边耦合馈电的宽带透射式可重构智能表面单元，其特征在于，包括：发射层、接收层、第一PIN二极管(7)、第二PIN二极管(8)和金属通孔；所述金属通孔贯穿所述发射层和所述接收层，所述发射层与所述接收层之间设置有金属地(6)；所述金属通孔与所述金属地(6)隔绝；所述第一PIN二极管(7)和所述第二PIN二极管(8)置于所述接收层上；所述第一PIN二极管(7)和所述第二PIN二极管(8)处于相反的工作状态。2.根据权利要求1所述的一种侧边耦合馈电的宽带透射式可重构智能表面单元，其特征在于，所述金属地(6)上开设有圆形槽，所述圆形槽直径大于所述金属通孔直径。3.根据权利要求1所述的一种侧边耦合馈电的宽带透射式可重构智能表面单元，其特征在于，所述发射层包括第一介质基板(3)、发射贴片(1)和第一馈线(5)；所述第一介质基板(3)外侧图形化设计所述发射贴片(1)，所述第一介质基板(3)内侧与所述金属地(6)一面连接；所述第一馈线(5)两端分别连接所述金属通孔一端两侧壁，所述第一馈线(5)两端分别连接所述发射贴片(1)两侧。4.根据权利要求3所述的一种侧边耦合馈电的宽带透射式可重构智能表面单元，其特征在于，所述接收层包括第二介质基板(4)、接收贴片(2)和第二馈线(9)；所述第二介质基板(4)外侧图形化设计所述接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：张剑年，许慎恒，李鑫，唐隽文，
申请(专利权)人：北京行晟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：