[發明專利]基于1Bit可重構反射陣的單波束設計方法

有效

• 申請號: 202011068436.6
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112216995B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 劉海霞;樂舒瑤;路澤卿;李龍
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01Q21/29
• 分類號: H01Q21/29;H01Q21/06;H01Q21/00;H01Q3/36
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華

1.一種基于1Bit可重構反射陣的單波束設計方法，其特征在于：

所述1Bit可重構反射陣由兩種類型的金屬輻射單元(1，2)構成M×N的1Bit可重構反射陣(3)，M、N均為大于等于2的正整數，這兩種類型的金屬輻射單元均通過相位延遲線(4)加載一個PIN二極管(5)；第一類金屬輻射單元(1)通過控制PIN二極管的通斷實現0°和180°相移；第二類金屬輻射單元(2)通過控制PIN管的通斷實現90°和270°相移；基于所述1Bit可重構反射陣的單波束設計，包括如下步驟：

1)確定可重構反射陣主波束θ掃描范圍為θ_S≤θ≤θ_F，其中0≤θ_S＜60,0＜θ_F≤60；

2)計算掃描范圍中心主波束θ_M＝(θ_S+θ_F)/2的補償相位對該補償相位編碼得到編碼矩陣Bit(i,j)；

3)根據編碼矩陣Bit(i,j)選擇(i,j)坐標位置下的第一類金屬輻射單元(1)或第二類金屬輻射單元(2)，得到特定的1Bit可重構反射陣(3)；

4)計算1Bit可重構反射陣(3)所需主波束θ的補償相位對該補償相位進行常規1Bit編碼法編碼得到編碼后的矩陣Bit_c(i,j)，根據該矩陣控制1Bit可重構反射陣(3)各位置金屬輻射單元的PIN二極管通斷實現波束可重構，得到理想的單波束。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，2)中計算掃描范圍最中心主波束θ_M＝(θ_S+θ_F)/2的補償相位是通過下式計算：

其中為入射波的角度，為反射波的角度，(x_i,y_i,z_i)是第i個無源反射陣單元的坐標，λ為波長。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，2)中補償相位進行編碼得到的編碼矩陣Bit(i,j)，表示如下：

其中：編碼“00”表示實現0°相移；編碼“01”表示實現90°相移；編碼“10”表示實現180°相移；編碼“11”表示實現270°相移。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，3)中根據編碼矩陣Bit(i,j)選擇(i,j)坐標位置下的第一類金屬輻射單元(1)或第二類金屬輻射單元(2)，實現如下：

當編碼為00和10時，該位置放置第一類金屬輻射單元(1)；

當編碼為01和11時，該位置放置第二類金屬輻射單元(2)。

5.根據權利要求1所述的一種基于1Bit可重構反射陣的單波束設計方法，其特征在于，4)中對補償相位編碼得到的編碼后矩陣Bit_c(i,j)，表示如下：

其中：是指在(i,j)位置坐標系下金屬輻射單元在PIN二極管斷開時的相位，是指在(i,j)位置坐標下金屬輻射單元在PIN二極管連通時的相位。

6.根據權利要求1所述的一種基于1Bit可重構反射陣的單波束設計方法，其特征在于，4)中編碼后的矩陣Bit_c(i,j)控制1Bit可重構反射陣(3)各位置金屬輻射單元的PIN二極管通斷，是在Bit_c(i,j)為0時，將(i,j)坐標位置下的PIN二極管(5)斷開；在Bit_c(i,j)為1時，將(i,j)位置坐標下的PIN二極管(5)連通。