【技术实现步骤摘要】
本技术属于电磁波调控，具体涉及一种基于贴片变阻器的可调控相位调制超表面结构。
技术介绍
1、随着科学技术的发展，固定地发射接收电磁波已经不能满足现今社会快速发展的需要。在实际应用中，希望可以灵活的操纵电磁波实现不同的目的。然而如果单纯依靠自然界中的天然材料很难实现这个想法，为此需要另辟蹊径。超表面是一种由周期性或非周期性排列在二维表面上的亚波长结构阵列组成的人工材料，具有自然材料不具备的超常物理性质，其材料性质主要来源于人工结构而非构成其结构的材料组分。通过精心设计，确定合适的亚波长超表面单元结构，则在平面方向上会呈现出梯度分布的相位。基于此特性，入射的电磁波就会按照设定的梯度方向产生响应，其相位，振幅，偏振态等传播特性可以被任意控制。
2、超表面在多普勒隐身、频率转换、直接信息处理、混合通信等领域具有很大的应用前景，引起了人们广泛的兴趣。目前，基于二进制编码的可调控数字编码超表面得到了快速发展，丰富了超表面的设计与应用。例如可调控数字编码超表面可以利用fpga，在二极管两端施加不同的偏置电压来控制每个独立单元的散射状态，可以实时实现多个所需的全息图像；可以通过偏置电压改变pin二极管的工作状态来动态地重新配置超表面的功能，以实现对电磁波从全透射到全反射，再到完美吸收的连续操作；可以利用基于二进制编码的遗传算法与散射模式分析相结合的方法，优化编码矩阵，实现了单个极化的可重构相位。
3、为了确保超表面单元具有状态可切换的特性，需要在单元中嵌入了二极管等可调谐有源器件。然而，为了切换状态，大部分的可调控数字编
技术实现思路
1、针对上述现有技术的不足，本技术提供了一种基于贴片变阻器的可调控相位调制超表面结构，基于贴片变阻器重新设计一种超表面单元结构，解决了大部分的可调控数字编码超表面增加外部的控制电路及连接线造成系统复杂及外加装置对电磁波产生影响的技术问题，通过对贴片变阻器进行编码实现对电磁波的操纵，实现rcs缩减、涡流光束以及波束定向等功能。
2、为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：
3、本技术的目的是提供基于贴片变阻器的可调控相位调制超表面结构，其特征在于，所述超表面结构是由若干微结构单元排列而成的矩阵结构，所述微结构单元自下而上包括反射背板、介质基板和金属结构；所述金属结构上焊接有带有旋钮的贴片变阻器；所述金属结构可以改变入射电磁波的波前相位，调节电磁波的相位和振幅；所述金属结构采用所述贴片变阻器作为有源器件，通过旋转贴片变阻器的旋钮改变电阻值，从而实现1比特编码状态的切换。
4、优选的，所述金属结构包括两个对称设置的“c”字型组件，每个所述“c”字型组件包括第一连接件、两个第二连接件和两个第三连接件，两个所述第二连接件的一端分别垂直连接于所述第一连接件的两端，两个所述第三连接件分别垂直连接于对应位置的所述第二连接件的另一端；两个所述“c”字型组件中间垂直于两个所述第一连接件设置有横梁，所述横梁上开设有缺口，所述贴片变阻器设置于所述缺口内。
5、优选的，所述缺口设置于距离任一所述第一连接件8.2mm处的所述横梁上，所述缺口内设置有焊接片，所述焊接片包括1个第一焊接片和2个第二焊接片，所述第一焊接片设置于所述缺口处所述横梁的一侧边，两个所述第二焊接片对称设置于所述缺口内的所述横梁的两个侧边，所述贴片变阻器设置有3个管脚，3个所述管脚分别焊接于对应位置的所述第一焊接片、两个第二焊接片上。
6、优选的，所述第一连接件的尺寸为14mm×1mm，第二连接件的尺寸为3mm×1mm，第三连接件的尺寸为3mm×1mm，横梁的尺寸为12.4mm×3.5mm。
7、优选的，所述缺口的尺寸为3.2mm×3.5mm，第一焊接片的尺寸为2mm×1.4mm，第二焊接片的尺寸为1.2mm×0.8mm。
8、优选的，所述贴片变阻器包括3313j-1-103e电阻，所述电阻调节范围为0～10000欧姆。
9、优选的，所述第一焊接片和第二焊接片均采用金属铜，其厚度为0.017mm。
10、优选的，所述介质基板的介质基材为聚四氟乙烯，所述介质基板的厚度为3mm。
11、优选的，所述反射背板采用金属铜，其厚度为0.017mm。
12、与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
13、本技术提供了一种基于贴片变阻器的可调控相位调制超表面结构，将编码超表面与贴片变阻器进行组合，采用镀金工艺将金属结构镀于介质基板上，并将贴片变阻器焊于金属结构上，通过旋转旋钮调节贴片电阻器电阻值大小，从而实现调整电磁波的反射方向，定制远场散射模式的目的。本技术不需配置控制电路以及连接线，焊接接口、馈线等装置，为远程控制可调控数字编码提供一个新的思路，在实际中具有很强的应用性。
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1.一种基于贴片变阻器的可调控相位调制超表面结构，其特征在于，所述超表面结构是由若干微结构单元排列而成的矩阵结构，所述微结构单元自下而上包括反射背板(4)、介质基板(3)和金属结构(1)；所述金属结构(1)上焊接有贴片变阻器(5)；
2.根据权利要求1所述的基于贴片变阻器的可调控相位调制超表面结构，其特征在于，所述缺口内设置有焊接片(2)，所述焊接片(2)包括1个第一焊接片(21)和2个第二焊接片(22)，第一焊接片(21)和2个第二焊接片(22)分别与所述横梁(14)侧边连接，所述贴片变阻器(5)设置有3个管脚，3个所述管脚分别焊接于对应位置的所述第一焊接片(21)、两个第二焊接片(22)上。
3.根据权利要求1所述的基于贴片变阻器的可调控相位调制超表面结构，其特征在于，所述第一连接件(11)的尺寸为14mm×1mm，第二连接件(12)的尺寸为3mm×1mm，第三连接件(13)的尺寸为3mm×1mm，横梁的尺寸为12.4mm×3.5mm。
4.根据权利要求3所述的基于贴片变阻器的可调控相位调制超表面结构，其特征在于，所述缺口设置于距离其中一个
5.根据权利要求1所述的基于贴片变阻器的可调控相位调制超表面结构，其特征在于，所述贴片变阻器(5)包括3313J-1-103E电阻，所述电阻调节范围为0～10000欧姆。
6.根据权利要求2所述的基于贴片变阻器的可调控相位调制超表面结构，其特征在于，所述第一焊接片(21)和第二焊接片(22)均采用金属铜，其厚度为0.017mm。
7.根据权利要求1所述的基于贴片变阻器的可调控相位调制超表面结构，其特征在于，所述介质基板(3)的介质基材为聚四氟乙烯，所述介质基板(3)的厚度为3mm。
8.根据权利要求1所述的基于贴片变阻器的可调控相位调制超表面结构，其特征在于，所述反射背板(4)采用金属铜，其厚度为0.017mm。
...【技术特征摘要】
1.一种基于贴片变阻器的可调控相位调制超表面结构，其特征在于，所述超表面结构是由若干微结构单元排列而成的矩阵结构，所述微结构单元自下而上包括反射背板(4)、介质基板(3)和金属结构(1)；所述金属结构(1)上焊接有贴片变阻器(5)；
2.根据权利要求1所述的基于贴片变阻器的可调控相位调制超表面结构，其特征在于，所述缺口内设置有焊接片(2)，所述焊接片(2)包括1个第一焊接片(21)和2个第二焊接片(22)，第一焊接片(21)和2个第二焊接片(22)分别与所述横梁(14)侧边连接，所述贴片变阻器(5)设置有3个管脚，3个所述管脚分别焊接于对应位置的所述第一焊接片(21)、两个第二焊接片(22)上。
3.根据权利要求1所述的基于贴片变阻器的可调控相位调制超表面结构，其特征在于，所述第一连接件(11)的尺寸为14mm×1mm，第二连接件(12)的尺寸为3mm×1mm，第三连接件(13)的尺寸为3mm×1mm，横梁的尺寸为12.4mm×3.5mm。
4.根据权利要求3所述的基于贴片变阻器...
【专利技术属性】
技术研发人员：王甲富，李玉玺，朱瑞超，随赛，丁畅，富新民，屈绍波，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：新型
国别省市：
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