一种双频段3比特独立编码的低剖面可重构智能超表面制造技术

本发明专利技术公开了一种双频段3比特独立编码的低剖面可重构智能超表面，该智能超表面包括：n个基本单元按矩阵排列，其中每列单元组成子阵，其中，该子阵由两个独立的直流馈线控制，并且各个子阵由控制电路提供控制信号。本发明专利技术中每个单元中引入两个变容二极管形成两个可调谐振结构，并且两个谐振结构都在同一个金属层上，使得入射到本发明专利技术的两个频段上的反射波的相位可以实现独立的、连续的、大裕度的动态可调范围，且不会额外增加智能超表面的剖面。且不会额外增加智能超表面的剖面。且不会额外增加智能超表面的剖面。

【技术实现步骤摘要】
一种双频段3比特独立编码的低剖面可重构智能超表面


[0001]本专利技术涉及可重构智能超表面
，特别是涉及一种双频段3比特独立编码的低剖面可重构智能超表面。

技术介绍

[0002]未来无线通信对通信速度、容量和稳定性的需求日益增加。可重构智能超表面因其具有灵活调控电磁波的能力，被学术界和工业界普遍认为是最具潜力的新一代移动通信前沿技术之一。双频段可重构智能超表面可以实现两个频段的孔径共享，提高了无线通信环境中的频谱利用率从而扩大通信容量。已有的双频段可重构智能超表面无法实现独立控制两个频段上的相位，这大大限制了双频可重构智能超表面的实际使用，或是通过多层结构来实现，剖面较高，大大影响商业应用。

技术实现思路

[0003]技术问题：有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种双频段3比特独立编码的低剖面可重构智能超表面，用来解决
技术介绍
中提及的技术问题。
[0004]技术方案：为了实现上述目的，本专利技术采用的一种双频段3比特独立编码的低剖面可重构智能超表面包括：
[0005]n个基本单元按矩阵排列，其中每列单元组成子阵，该子阵由两个独立的直流馈线控制，并且各个子阵由控制电路提供控制信号；
[0006]所述基本单元从上到下依次包括：
[0007]第一层为金属层，由第一变容管串接第一金属贴片、第二金属贴片，第二变容管串接第三金属贴片、第四金属贴片构成，形成两个不同频率的谐振结构；
[0008]第二层为第一介质基板；
[0009]第三层为金属背板；
[0010]其中，在所述第一层的金属层与所述第三层的金属背板之间设置有第一金属通孔排和第二金属通孔排；在所述第一金属贴片和第三金属贴片与所述第三层的金属背板之间由第一金属通孔、第三金属通孔连接，为第一变容管、第二变容管的控制提供直流地；
[0011]第四层为第二介质基板；
[0012]第五层为直流馈线层，由两条窄金属线构成直流馈线；
[0013]其中，所述第一层的金属贴片和第四金属贴片与所述第五层直流馈线之间由第二金属通孔、第四金属通孔连接，为第一变容管、第二变容管提供控制线。
[0014]所述的基本单元的平面结构包括第一介质基板，在第一介质基板上表面对称于其中心设有第一金属贴片、第二金属贴片、第三金属贴片、第四金属贴片，在第一金属贴片、第二金属贴片之间连接有第一变容管，在第三金属贴片、第四金属贴片之间连接有第二变容管；在第一金属贴片内测设有第一金属通孔，第二金属贴片内测设有第二金属通孔，第三金属贴片内测设有第三金属通孔，第四金属贴片内测设有第四金属通孔；第一金属贴片、第三
金属贴片的外侧设有第一金属通孔排，第二金属贴片、第四金属贴片的外侧设有第二金属通孔排。
[0015]所述变容二极管在反向馈电0～30V电压变化时产生0.6～2.6pF的电容变化。
[0016]所述变容二极管在不同的控制电压下，在两个频段上，电磁波后向反射相位变化范围超过320
°
。
[0017]所述不同的控制电压具体包括：2.52
‑
2.67GHz频段：0V，
‑
1.8V，
‑
2.5V，
‑
3V，
‑
3.5V，
‑
4V，
‑
5.5V，
‑
30V，3.4
‑
3.5GHz频段：0V，
‑
4V，
‑
6V，
‑
7V，
‑
8V，
‑
9V，
‑
12V，
‑
30V。
[0018]有益效果：本专利技术的双频段3比特独立编码的低剖面可重构智能超表面具有以下优点：
[0019]1、本专利技术原理简单，只需改变不同变容二极管上的反向偏置电压，就可以对入射到本专利技术上的对应频段上的电磁波的反射波进行实时、连续、动态、独立的调控，而不会影响其他频段。
[0020]2、本专利技术在同一金属层上设计两个可调谐振结构，剖面低，便于商业化推广。
[0021]3、本专利技术将多个基本单元组成基本子阵，由两个独立信号控制，可降低由于边界不同对单元反射系数所产生的干扰，同时也减少了馈电网络设计复杂度；相应的，与现有技术相比，本专利技术可以获得低损耗、高比特编码的相位调控。
附图说明
[0022]图1为实施例1中提供的双频段可重构智能超表面的俯视图；
[0023]图2为实施例1中提供的双频段可重构智能超表面的侧视图；
[0024]图3为实施例1中提供的双频段可重构智能超表面在两个频段上随频率的变化曲线图的仿真结果，(a)、(c)为幅度随频率的变化曲线图的仿真结果，(b)、(d)为相位随频率的变化曲线图的仿真结果；
[0025]图4为实施例1中提供的双频段可重构智能超表面在两个频段上随频率的变化曲线图的测试结果，(a)、(c)为幅度随频率的变化曲线图的测试结果，(b)、(d)为相位随频率的变化曲线图的测试结果。
[0026]图中有：第一介质基板1、第一变容管1.1、第二变容管1.2、第一金属贴片1.3.1、第二金属贴片1.3.2、第三金属贴片1.3.3、第四金属贴片1.3.4、第一金属通孔1.4、第二金属通孔1.5、第三金属通孔1.6、第四金属通孔1.7、金属背板1.8；第二介质基板2、直流馈线2.1、第一金属通孔排3、第二金属通孔排4。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]实施例1
[0029]参见图1
‑
图4，本实施例提供一种双频段3比特独立编码的低剖面可重构智能超表面，具体包括：n个基本单元按矩阵排列，其中每列单元组成子阵，其中，该子阵由两个独立
的直流馈线2.1控制，并且各个子阵由控制电路提供控制信号。
[0030]第一层为金属层，由变容管1.1和变容管1.2分别串接金属贴片1.3.1、1.3.2和金属贴片1.3.3、1.3.4构成，形成两个不同频率的谐振结构；
[0031]第二层为介质基板1；
[0032]第三层为金属背板1.8；
[0033]其中，在所述第一层与所述第三层之间设置有成排的金属通孔3和4，在所述第一层的金属贴片1.3.1和金属贴片1.3.3与所述第三层金属背板1.8之间由金属通孔1.4和金属通孔1.6连接，为变容管1.1和变容管1.2的控制提供直流地。
[0034]第四层为介质基板2；
[0035]第五层为金属层，由两条窄金属线构成直流馈线2.1。
[0036]其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双频段3比特独立编码的低剖面可重构智能超表面，其特征在于，所述智能超表面包括：n个基本单元按矩阵排列，其中每列单元组成子阵，该子阵由两个独立的直流馈线(2.1)控制，并且各个子阵由控制电路提供控制信号；所述基本单元从上到下依次包括：第一层为金属层，由第一变容管(1.1)串接第一金属贴片(1.3.1)、第二金属贴片(1.3.2)，第二变容管(1.2)串接第三金属贴片(1.3.3)、第四金属贴片(1.3.4)构成，形成两个不同频率的谐振结构；第二层为第一介质基板(1)；第三层为金属背板(1.8)；其中，在所述第一层的金属层与所述第三层的金属背板(1.8)之间设置有第一金属通孔排(3)和第二金属通孔排(4)；在所述第一金属贴片(1.3.1)和第三金属贴片(1.3.3)与所述第三层的金属背板(1.8)之间由第一金属通孔(1.4)、第三金属通孔(1.6)连接，为第一变容管(1.1)、第二变容管(1.2)的控制提供直流地；第四层为第二介质基板(2)；第五层为直流馈线层，由两条窄金属线构成直流馈线(2.1)；其中，所述第一层的金属贴片(1.3.2)和第四金属贴片(1.3.4)与所述第五层直流馈线(2.1)之间由第二金属通孔(1.5)、第四金属通孔(1.7)连接，为第一变容管(1.1)、第二变容管(1.2)提供控制线。2.根据权利要求1所述的一种双频段3比特独立编码的低剖面可重构智能超表面，其特征在于，所述的基本单元的平面结构包括第一介质基板(1)，在第一介质基板(1)上表面对称于其中心设有第一金属贴片(1.3.1)、第二金属贴片(1.3.2)、第三金属贴片(1.3.3)、第四金属贴片(1.3.4)，在第一金属贴片(1.3.1)、第二金属贴片(1.3.2)之间连接有第一变容管(1.1)，在第三金属贴片(1.3.3)、第四金属贴片(1.3.4)之间连接有...

【专利技术属性】
技术研发人员：程强，梁竟程，高文华，崔铁军，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：