【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于人工电磁超构材料领域，具体涉及一种支持全空间多用户非对称无线通信的有源可重构电磁超构表面。
技术介绍
1、手性超构材料以一种高效且轻薄的方式模拟了自然界中的手性结构，并显著提高了其手性响应，具有圆二色性、光学活性等奇异电磁特性，可用于实现极化转换、非对称传输、负折射等功能。与无源手性超构材料及超构表面相比，加载了可调材料或元件的有源手性超构材料以及利用了手征特性的可重构超构表面能够实现对电磁波动态响应及非对称传输特性的灵活调控，有助于利用电磁波在传播方向上的调控自由度以充分开发手性超构表面两侧的空间资源，从而可适用于更加复杂多变的应用场景。
2、新一代无线通信技术的快速发展及日益复杂的应用场景，对无线通信系统提出了更高的要求，高效的新型无线通信系统也日趋成为通信领域的研究热点。近年来，基于可编程超表面的无线通信技术受到科研人员的广泛关注，该技术能够将待传送信息直接调制在其散射电磁波的幅度、相位、频率等特性中，简化了通信发射端对微波组件的需求，从而具有低成本、高可靠性等优点。目前已发表的相关工作多基于反射型超表面...
【技术保护点】
1.一种支持全空间多用户非对称无线通信的有源可重构电磁超构表面，其特征在于，超构表面由基本单元在二维平面内周期延拓而成，其电磁响应由外部控制电路实时调控；所述基本单元由前至后包含第一金属贴片层、第一介质层、空气层、第二金属贴片层和第二介质层；第一金属贴片层和第二金属贴片层中的金属结构完全一致，均由含有两个正交缝隙的方形双开口金属谐振环及上、下两条金属窄带线组成；方形双开口谐振环中被一组正交缝隙分割开的两部分金属结构通过一对开关二极管相连，且每层所加载的两个二极管正负极首尾相连；方形双开口金属谐振环上、下部与横向贯通基本单元的金属窄带线连接，所述基本单元在二维平面内周期...
【技术特征摘要】
1.一种支持全空间多用户非对称无线通信的有源可重构电磁超构表面，其特征在于，超构表面由基本单元在二维平面内周期延拓而成，其电磁响应由外部控制电路实时调控；所述基本单元由前至后包含第一金属贴片层、第一介质层、空气层、第二金属贴片层和第二介质层；第一金属贴片层和第二金属贴片层中的金属结构完全一致，均由含有两个正交缝隙的方形双开口金属谐振环及上、下两条金属窄带线组成；方形双开口谐振环中被一组正交缝隙分割开的两部分金属结构通过一对开关二极管相连，且每层所加载的两个二极管正负极首尾相连；方形双开口金属谐振环上、下部与横向贯通基本单元的金属窄带线连接，所述基本单元在二维平面内周期延拓为超构表面阵列后，基本单元由横向金属窄带线与相邻单元连通，从而便于以行为馈电单元的统一调控；分别调控两层金属贴片所加载的两组开关二极管的工作状态，可共同调控所述基本单元的工作状态及电磁响应。
2.根据权利要求1所述的支持全空间多用户非对称无线通信的有源可重构电磁超构表面，其特征在于，构成基本单元的两层金属贴片结构及其所加载的两组开关二极管，既可相互独立调控，又可协同工作；调控基本单元中二极管开关状态的不同组合方式，单元可在前向手性状态、后向手性状态及非手性状态间切换，对双向入射x极化电磁波具有不同的散射响应。
3.根据权利要求2所述的支持全空间多用户非对称无线通信的有源可重构电磁超构表面，其特征在于，采用x极化电磁波前、后向入射至可重构超构表面基本单元，第一金属贴片层中x方向上加载的第一二极管截止和y方向上加载的第二二极管导通，且第二金属贴片层中x方向上加载的第三二极管导通和y方向上加载的第四二极管截止时，单元工作于前向手性状态，实现x极化电磁波前向转极化透射；第一二极管导通和第二二极管截止，且第三二极管截止和第四二极管导通时，单元工作于后向手性状态，实现x极化电磁波后向转极化透射；第一二极管导通和第二二极管截止，且第三二极管导通和第四二极管截止时，单元工作于非手性状态，转极化透射通道关闭。
4.根据权利要求1所述的支持全空间多用户非对称无线通信的有源可重构电磁超构表面，其特征在于，构成超构表面阵列的基本单元以行为馈电单元等分为两部分区域，定义超构表面两区域分别为前向入射通道调控区及后向入射通道调控区，从而对前向和后向入射波各自所含的...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈克，董淑芳，邓烨，冯一军，赵俊明，姜田，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：
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