一种基于超构体的多功能信号收发系统技术方案

本发明专利技术公开了供一种基于超构体的多功能信号收发系统，包括：超构体调制器，用于信号的转换和传输；馈源，用于向超构体调制器收发信号；电动转盘，馈源设于电动转盘上，电动转盘用于带动馈源转动；光泵浦，用于调控光照强度；控制装置，用于调控馈源、电动转盘和光泵浦；平行光透镜组，用于将调控后的光转换成平行光照向超构体调制器。本发明专利技术能够使圆极化天线发射线极化波和线极化天线低损耗接收圆极化波，实现吸收功能和极化转换功能的切换。吸收功能和极化转换功能的切换。吸收功能和极化转换功能的切换。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超构体的多功能信号收发系统


[0001]本专利技术属于电子通信
，涉及一种基于超构体的多功能信号收发系统。

技术介绍

[0002]近年来随着5G技术的不断成熟，6G技术的研发也逐步得到重视。由于器件集成化的需求，使得多功能、小尺寸的器件展现出更大的应用潜力。
[0003]在天线
，圆极化波具有抗干扰性强的优点，而线极化波的应用范围广泛。在现有的天线技术中，圆极化天线可以接收线极化波，发射接收圆极化波，不能发射线极化波；而线极化天线只能收发线极化波，接收圆极化波会产生高功率损耗。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于超构体的多功能信号收发系统，能够使圆极化天线发射线极化波和线极化天线低损耗接收圆极化波。
[0005]为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：本专利技术提供了一种基于超构体的多功能信号收发系统，包括：超构体调制器，用于信号的转换和传输；馈源，用于向超构体调制器收发信号；电动转盘，馈源设于电动转盘上，电动转盘用于带动馈源转动；光泵浦，用于调控光照强度；控制装置，用于调控馈源、电动转盘和光泵浦；平行光透镜组，用于将调控后的光转换成平行光照向超构体调制器。
[0006]可选的，所述超构体调制器由两种基本单元组成，两种基本单元组成2
×
2阵列排布。
[0007]可选的，所述两种基本单元的周期为80 μm，阵列周期为160 μm。
[0008]可选的，一种基本单元由金属衬底和上层的半导体方环组成；另一种基本单元由金属衬底、有机高分子介质中间层和上层金属与半导体的组合图案构成。
[0009]可选的，所述金属衬底的厚度为2 μm，半导体方环的厚度为10 μm。
[0010]可选的，所述金属衬底的厚度为2 μm，有机高分子介质中间层的厚度为30 μm，金属半导体组合图案的厚度为5 μm。
[0011]可选的，半导体材料的折射率为n
Si
=11.9；有机高分子介质的折射率为n
PI
=3.5；金属的电导率为5.8
×
107S/m。
[0012]可选的，馈源包括背向设置的圆极化天线和线极化天线。
[0013]可选的，所述馈源的工作频段为0.5
‑
2.2 THz。
[0014]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：本专利技术提供一种基于超构体的多功能信号收发系统，通过光泵浦调控光照强度来调整超构体调制器中半导体的光电导，实现了超构体调制器反射、吸收和极化功能的转换；
通过改变光泵浦的输出来实现从圆线极化转换到吸收功能的切换，实现太赫兹电磁波的调制；本专利技术设计简化，能够做到小型化，可调控，属于高性能的多功能天线信号反射面；并且通过控制装置可以实现圆极化天线发射线极化波和使用线极化天线低损耗接收圆极化波。
附图说明
[0015]图1为本专利技术实施例的示意图；图2为本专利技术实施例超构体调制器的2
×
2阵列主视图；图3为本专利技术实施例超构体调制器的2
×
2阵列侧视图；图4为本专利技术实施例超构体调制器在0.5
‑
3.0 THz的吸收率曲线；图5为本专利技术实施例超构体调制器在0.5
‑
2.0 THz极化转换得到的线极化波的轴比曲线。
具体实施方式
[0016]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0017]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、
ꢀ“
底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0018]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0019]如图1至图5所示，一种基于超构体的多功能信号收发系统，包括：超构体调制器，用于信号的转换和传输；超构体调制器由两种基本单元组成，两种基本单元组成2
×
2阵列排布；两种基本单元的周期为80 μm，阵列周期为160 μm；一种基本单元由金属衬底和上层的半导体方环组成，另一种基本单元由金属衬底、有机高分子介质中间层和上层金属与半导体的组合图案构成；一种基本单元的金属衬底的厚度为2 μm，半导体方环的厚度为10μm；另一种基本单元的金属衬底的厚度为2 μm，有机高分子介质中间层的厚度为30μm，金属半导体组合图案的厚度为5 μm；半导体材料为硅，折射率为n
Si
=11.9；有机高分子介质为聚酰亚胺，折射率为n
PI
=3.5；金属为铜，电导率为5.8
×
107S/m。
[0020]馈源，用于向超构体调制器收发信号；馈源包括背向设置的圆极化天线和线极化
天线，馈源的工作频段为0.5
‑
2.2 THz。
[0021]电动转盘，馈源设于电动转盘上，电动转盘用于带动馈源转动，通过电动转盘实现圆极化天线和线极化天线分别面向或背向超构体调制器。
[0022]光泵浦，用于调控光照强度，改变超构体调制器半导体材料的光电导率，从而影响超构体的性能，调控电磁波吸收率，实现吸收信号的功能；无光照状态下，圆极化波在射入多功能反射面后，会反射出线极化波，实现了太赫兹电磁波的极化转换。
[0023]控制装置，用于调控馈源、电动转盘和光泵浦；通过调控馈源、电动转盘和光泵浦改变半导体的光电导率，实现极化转换和吸波功能的切换；随着光照逐渐增强，超构体调制器的吸收率逐渐增强，如图4所示，当硅的电导率控制在9000 S/m附近时，吸收频带在0.89至2.01THz达到90%以上，如图5所示，当硅的电导率控制在0 S/m附近时，吸收频带主要在0.1以下，超构体调制器的吸收率随光照增强，从0.1逐渐增加至0.9，实现了信号的光控通断；如图5所示，当硅的电导率控制在0 S/m附近时，反射出的线极化轴比在工作频带内，最低为19 dB，相比于使用线极化天线直接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超构体的多功能信号收发系统，其特征在于，包括：超构体调制器，用于信号的转换和传输；馈源，用于向超构体调制器收发信号；电动转盘，馈源设于电动转盘上，电动转盘用于带动馈源转动；光泵浦，用于调控光照强度；控制装置，用于调控馈源、电动转盘和光泵浦；平行光透镜组，用于将调控后的光转换成平行光照向超构体调制器。2.根据权利要求1所述的一种基于超构体的多功能信号收发系统，其特征在于：所述超构体调制器由两种基本单元组成，两种基本单元组成2
×
2阵列排布。3.根据权利要求2所述的一种基于超构体的多功能信号收发系统，其特征在于：所述两种基本单元的周期为80 μm，阵列周期为160 μm。4.根据权利要求2所述的一种基于超构体的多功能信号收发系统，其特征在于：一种基本单元由金属衬底和上层的半导体方环组成；另一种基本单元由金属衬底、有机高分子介质中间层和上层金属与半导体的组合图案构成。5.根据权利要求4所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖斯远，眭钧阳，章海锋，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：