[發明專利]數字編碼頻率可重構的超表面吸波體

有效

• 申請號: 202011034013.2
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112186366B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 鄧聯文;趙皓楠;羅衡;黃生祥;趙巖
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H01Q17/00
• 分類號: H01Q17/00;H01Q15/00
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;米中業

本發明公開了一種數字編碼頻率可重構的超表面吸波體，包括若干個吸波單元；通過對每一個單獨的吸波單元注入偏置電流，實現每一個吸波單元的編碼，從而實現超表面吸波體的數字編碼頻率重構。本發明通過在介質層單元加載有源器件PIN開關二極管來實現對單元的編碼，這使得同一塊吸波體就可以實現多個吸波狀態，數字編碼頻率可重構，而且易于設計，易于調控，易于加工，成本低廉。

技術領域

本發明屬于電磁材料領域，具體涉及一種數字編碼頻率可重構的超表面吸波體。

背景技術

電磁超表面屬于二維形式的電磁超材料，是一種新型人工電磁材料。相較于傳統吸波材料，其簡單的結構，輕薄，便于調控的特點使其在吸波領域得到了快速發展。特別是數字電磁超材料，它將陣列單元的狀態與數字編碼相對應，獨立調控單元的狀態并組合出不同編碼順序可以實現不同的功能，使得“模擬”領域的電磁材料與“數字編碼”結合在一起。

現在已有的數字編碼超材料，其功能主要是面向反射、透射的波束控制。目前暫未見數字編碼頻率可重構的超表面吸波體。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠實現數字編碼頻率可重構，而且易于加工、成本低廉的數字編碼頻率可重構的超表面吸波體。

本發明提供的這種數字編碼頻率可重構的超表面吸波體，包括若干個吸波單元；通過對每一個單獨的吸波單元注入偏置電流，實現每一個吸波單元的編碼，從而實現超表面吸波體的數字編碼頻率重構。

所述的數字編碼頻率可重構的超表面吸波體，包括底板、蜂窩層和介質層；底板上設置有蜂窩層；蜂窩層用于將介質層與底板隔開，并支撐介質層；蜂窩層上設置有介質層；介質層的上表面為數字編碼頻率可重構的超表面吸波體的表面，介質層的下表面上設置有若干導電體和若干PIN開關二極管；PIN開關二極管連接在導電體之間；通過在導電體上注入電流，從而在PIN開關二極管上產生偏置電流，保證PIN開關二極管呈現不同的電阻狀態；每一個PIN開關二極管及其所連接的導電體組成一個吸波單元。

所述的數字編碼頻率可重構的超表面吸波體，包括金屬底板、蜂窩層和介質層；金屬底板上設置有蜂窩層；蜂窩層用于將介質層與金屬底板絕緣并隔開，同時支撐介質層；蜂窩層上設置有介質層；介質層的上表面為數字編碼頻率可重構的超表面吸波體的表面；介質層的下表面上印制有若干條平行的偏置線；在介質層的下表面上，對應相鄰兩條偏置線之間的區域，沿偏置線的長度方向均勻地印制有若干個PIN開關二極管，每一個PIN開關二極管的兩端均通過印制的矩形導電片與偏置線連接；矩形導電片和偏置線構成所述導電體；通過在偏置線上注入電流，從而在PIN開關二極管上產生偏置電流，保證PIN開關二極管呈現不同的電阻狀態；每一個PIN開關二極管、其所連接的矩形導電片和對應段的偏置線組成一個吸波單元。

所述的介質層為FR4介質板；所述的導電體通過印制電路板的方式印制在介質層的下表面上。

所述的蜂窩層厚度為2.5mm；介質層厚度為0.8mm。

所述的吸波單元包括底板、蜂窩層和介質層；底板上設置有蜂窩層；蜂窩層用于將介質層與底板隔開，并支撐介質層；蜂窩層上設置有介質層；介質層的上表面為吸波單元的上表面，介質層的下表面上設置有若干導電體和若干PIN開關二極管；PIN開關二極管連接在導電體之間；通過在導電體上注入電流，從而在PIN開關二極管上產生偏置電流，保證PIN開關二極管呈現阻抗狀態；若干個吸波單元彼此連接在一起，組成所述的數字編碼頻率可重構的超表面吸波體。