CN115149270A - 一种宽带可编程幅相联合编码超表面 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种宽带可编程幅相联合编码的超表面，针对设计幅相联合调控的超表面，主要解决现有超表面实现对电磁波的幅度和相位的同时控制的设计方法中，结构复杂，成本高，幅度调控范围低以及带宽窄的问题。其中，该超表面的由幅相联合编码的结构单元在空间上周期排布构成，每个单元结构集成了一个开关二极管，电磁波的反射幅度和相位可以通过连续调节开关二极管的偏置电压来独立控制，其中反射幅度可以连续控制，从全反射到完全吸收，反射相位可以在两个相反的有相位差的状态之间切换约180°。所提出的宽带可编程幅相联合编码超表面具有宽带，易于制造和控制精度高，可在无线通信、复杂远场合成和高质量全息图像中找到潜在应用。
Description
技术领域
本发明属于新型人工电磁材料领域，具体涉及一种宽带可编程幅相联合编码超表面 设计方法。
背景技术
近几十年来，超表面可以被视为由亚波长平面金属或介电粒子的二维阵列组成的超 薄超材料，由于其强大的电磁波操纵能力而备受关注。大多数超表面都是相位控制的，根据广义斯涅尔定律设计，它可以通过引入相位不连续性来定制反射波或透射波的波前以实现不同的功能，例如反常反射/折射，雷达截面缩减等。此外，还有一些幅度受控的 超表面可用于控制反射/透射波的幅度，广泛用于吸收器的设计，高效率传输。最近，进 一步提出了一些幅度和相位控制的超表面，这使得控制电磁波的自由度更大。然而，这 些超表面通常是无源的，只有固定的功能。
2014年，编码超材料的概念被提出，成为连接物理世界和数字信息世界的桥梁，近年来备受关注。更重要的是编码序列可以通过将有源元件加载到单元结构中以可编程的方式进行编码，从而实现对电磁波的实时操纵，称为可编程超材料或超表面。通常，大 多数可编程超表面都基于相位编码，已广泛用于实现动态全息图、无线通信和可重构智 能超表面等。一些可编程幅度控制超表面也有人提出控制反射/折射波的能量或在透射和 反射工作方向图之间进行切换。然而，相位编码超表面通常只能定制电磁波的波前，幅 度编码超表面通常只能控制电磁波的能量，两者在对电磁波的操纵上都有各自的局限 性。最近，为了实现更多的电磁操作自由度，已经设计了一些可重构的幅度和相位控制 的超表面，以实现对电磁波的幅度和相位的同时控制。然而，这些超表面要么具有复杂 的配置或小幅度控制范围和窄带宽。他们都没有明确解释加载开关二极管的超表面的幅 相特性，因此它带来了一些额外的不必要的设计和成本。
发明内容
技术问题：为了克服上述难题，本发明提供一种宽带可编程幅相联合编码超表面的 设计方法。所提出的超表面可以同时实现独立的1比特(或多比特)幅度编码和1比特 相位编码，并且幅度和相位编码序列可以实时编程。幅相联合编码兼有幅度和相位编码 的优点，不仅可以对波前进行调控，而且可以操纵电磁波的能量分布，大大提高了超表 面的电磁操纵能力。
技术方案：一种宽带可编程幅相联合编码超表面由幅相联合编码结构单元在空间上 周期排布构成，每个结构单元集成了一个开关二极管，电磁波的反射幅度和相位通过连续调节该开关二极管的偏置电压来独立控制，所述开关二极管的工作区域不仅仅是关闭和导通，而是整个PN结变化区域，电压调控范围0-1V；在整个8-13GHz频带范围内， 反射幅度连续控制，从全反射到完全吸收，反射相位在两个相反的有相位差的状态之间 切换180°，该超表面同时实现独立的1比特或多比特幅度编码和1比特相位编码，并且 幅度和相位编码序列实时编程。
所述幅相联合编码超表面，由幅相联合编码结构单元在空间上周期排布构成若干列，每列有多个结构单元，多个结构单元使用相同的偏置电压，通过电压控制模块输出 的幅相联合编码序列进行控制。
所述幅相联合编码结构单元，包括两块印刷在介质基片正面的矩形金属贴片，介质 基片的背面为全部覆铜的反射地板，所述的开关二极管位于两块矩形金属贴片之间的缝 隙中，开关二极管的两端分别连接两块矩形金属贴片，两块矩形金属贴片分别与电压控制平台的正负极相连为开关二极管提供连续且精确的偏置电压0-1V。
所述幅相联合编码结构单元，呈现对电磁波反射相位差180度的两种不同电磁响应， 两种不同的相位电磁响应用二进制数字“0”和“1”来表示，呈现对电磁波幅度全反射和完 全吸收的两种不同电磁响应，两种不同的幅度电磁响应用二进制数字“0”和“1”来表示，幅度变化过程之间用多比特来表示。
所述可编程幅相联合编码超表面单元，其等效电路中，PIN二极管的等效模型为一个可变电阻RD和并联电容C，上层金属贴片等效为电感Lp，金属贴片之间产生电容 Cg，Z0为自由空间的本征阻抗，Zin为输入阻抗，Zs,ds为介质基板的等效阻抗以及厚度； PIN二极管的两端分别接一个电感Lp。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优势在于：
1.本发明中的宽带可编程幅相联合编码超表面仅仅使用单层结构，每个单元仅焊接 一个开关二极管。
2.本发明中的宽带可编程幅相联合编码超表面具可以同时实现独立的1比特(或多 比特)幅度编码和1比特相位编码，并且幅度和相位编码序列可以实时编程。这种宽带可编程幅相联合编码超表面在操纵电磁波方面的能力已通过仿真和实验得到证明，在独立控制能量分配和调整电磁波的波前方面显示出独特的优势。
3.本发明中提出的设计方法，具有很强的泛化能力，可以让过去已加工的加载开关 二极管的相位编码超表面也能实现独立的1比特(或多比特)幅度编码和1比特相位编码，仅仅只需要在0-1V之间连续精确控制开关二极管的导通电压。
附图说明
图1是超表面结构单元的等效电路图。
图2是宽带可编程幅相联合编码超表面原理示意图及其在不同编码类型下的功能演 示。其中，
a为加载有开关二极管的宽带可编程幅相联合编码超表面的概念图；
b为通过偏置电压独立控制幅度编码和相位编码的示意图；
c为不同编码序列下纯相位编码超表面的功能演示图；
d为不同编码序列下纯幅度编码超表面的功能演示图；
e为宽带可编程幅相联合编码超表面在不同编码序列下的功能演示图；
图3是单元结构等效电路及其幅度和相位响应示意图。其中，
a为宽带可编程幅相联合编码超表面的单元和开关二极管的有效电路图；
b为在10GHz的x极化波正入射下，不同可变电阻值RD的单元的电场分布图；
c-f分别为13GHz的宽带内，不同可变电阻值RD下单元的仿真反射幅度和相位结果图；
g为在10GHz下，当可变电阻值RD从1Ω变化到10000Ω时，单位的仿真反射幅 度和相位结果图；
图4是幅度编码超表面在10GHz的功能演示。其中，幅度编码(AC)
a-d为表面的不同幅度编码序列图；
e-h为仿真不同幅度编码序列下超表面的三维远场辐射方向图；
i-l为真不同幅度编码序列下的超表面二维远场辐射方向图；
图5是可编程幅度联合编码超表面在10GHz的功能演示。幅度编码(AC),相位 编码(PC)。其中，
a-d为表面的不同幅度和相位编码图；
e-h为仿真不同幅度和相位编码序列下的超表面三维远场辐射方向图；
i-l为仿真不同幅度和相位编码序列下超表面的二维远场辐射方向图；
图6测量了不同偏压下超表面的反射频谱。其中，
a为测量装置图；
b为超表面的俯视图；
c为部分超表面的放大视图；
d-g为在8GHz至13GHz的宽带内，反射频谱随偏置电压变化的测量幅度和相位响应结果图；
h为在10GHz下测量了反射频谱的幅度和相位随偏压的变化结果图；
图7不同编码序列的宽带可编程幅相联合编码超表面的测量结果。其中，
a为室中的实验装置图；
b为作的电压控制平台的照片；
c-f为四种不同的幅相联合编码序列测量了超表面的二维远场辐射方向图；
图8测量了不同频率下(8-13GHz)调控反射波幅度的二维远场辐射方向图。
具体实施方式
本发明是一种宽带可编程幅相联合编码超表面，该超表面由幅相联合编码的结构单 元在空间上周期排布构成，每个单元结构集成了一个开关二极管，电磁波的反射幅度和相位可以通过调节开关二极管的偏置电压来独立控制，其中反射幅度可以连续控制，从 全反射到完全吸收，反射相位可以在两个相反的有相位差的状态之间切换约180°。基于 上述特点，所提出的超表面可以同时实现独立的1比特(或多比特)幅度编码和1比特 相位编码，并且幅度和相位编码序列可以实时编程。这种宽带可编程幅相联合编码超表 面在独立控制能量分配和调整电磁波的波前方面显示出独特的优势。
所述幅相联合编码超表面，由幅相联合编码结构单元1在空间上周期排布构成若干 列，每列有多个结构单元1，多个结构单元1使用相同的偏置电压，通过电压控制模块 输出的幅相联合编码序列进行控制。
所述幅相联合编码结构单元1，包括两块印刷在介质基片2正面的矩形金属贴片3，介质基片的背面为全部覆铜的反射地板，所述的开关二极管位于两块矩形金属贴片之间的缝隙中，开关二极管的两端分别连接两块矩形金属贴片，两块矩形金属贴片分别与电 压控制平台的正负极相连为开关二极管提供连续且精确的偏置电压0-1V。
所述幅相联合编码结构单元，呈现对电磁波反射相位差180度的两种不同电磁响应， 两种不同的相位电磁响应用二进制数字“0”和“1”来表示，呈现对电磁波幅度全反射和完 全吸收的两种不同电磁响应，两种不同的幅度电磁响应用二进制数字“0”和“1”来表示，幅度变化过程之间用多比特来表示。
所述可编程幅相联合编码超表面单元，其等效电路中，PIN二极管的等效模型为一个可变电阻RD和并联电容C，上层金属贴片等效为电感Lp，金属贴片之间产生电容 Cg，Z0为自由空间的本征阻抗，Zin为输入阻抗，Zs,ds为介质基板的等效阻抗以及厚度； PIN二极管的两端分别接一个电感Lp。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
图1表示基于等效电路方法来进行理论推导，合理预测超表面单元的幅相响应。对于这个超表面单元结构，PIN二极管的等效模型为一个可变电阻RD和并联电容C，上 层金属贴片可以等效为电感Lp，金属贴片之间产生电容Cg。Z0为自由空间的本征阻抗， Zin为输入阻抗，Zs,ds为介质基板的等效阻抗以及厚度。从传输线理论来看，其输入阻 抗可表达为：
其反射系数也可以根据
获得。
图2显示了所提出的幅相联合编码超表面的示意图及其在不同编码序列下的功能演示。 超表面加载有开关二极管，平面波通常沿-z方向入射在超表面上，如图2(a)所示。当开关二极管逐渐由OFF变为ON状态时，单元元件的反射幅度可以逐渐控制，从完全吸 收(幅度编码“0”)到全反射(幅度编码“1”)，而它的反射相位可以独立控制在θ(相位 编码“0”)和θ+π(相位编码“1”)之间切换，如图2(b)所示。长方体的高度代表反射 的幅度，蓝色和橙色的长方体分别代表θ和θ+π的反射相位。传统上，超表面通常按相位 编码，入射波可以通过1比特的相位编码超表面有效地反射，以在不同的编码序列下执 行不同的功能，例如在不同编码序列下的一个正常反射光束、两个对称光束和多个反射 光束。相位编码序列分别为000000…、000111…和001001111…，如图2(c)所示。 然而，大多数相位编码超表面只能操纵具有相同阶模的反射波。当超表面通过幅度编码 时，不仅可以控制反射波的幅度，还可以控制反射波的高阶衍射模，如图2(d)所示。 然而，如果超表面可以进一步同时通过幅度和相位进行编码，称为幅度-相位联合编码， 它将获得更大的电磁操纵自由度，例如具有可控幅度的多波束反射，旁瓣电平(副瓣水 平)抑制和衍射波的能量控制，如图2(e)所示，这不能通过使用纯相位编码或纯幅度 编码来实现。
图3(a)显示了所提出宽带可编程幅相联合编码超表面的结构单元，它是一个夹层结构，由两个装有开关二极管的平行矩形金属条、F4B(聚四氟乙烯)介电基板和接地 平面组成。F4B的相对介电常数和损耗角正切分别为2.2和0.001，其厚度为h＝3mm。 金属涂层为铜，厚度为0.018mm。单位元周期p＝10mm，矩形金属条的宽度a＝2.5mm， 两个矩形金属条之间的间隙c＝1.2mm。采用的开关二极管(Skyworks SMP1321-040LF) 的有效电路如图3(a)右侧所示，它是一个固定电容(C＝0.15pF)和一个可变电阻 (RD＝1-10000)的并联，其中可变电阻的阻值由偏置电压控制。图3(b)显示了当RD 分别控制为10GHz的1Ω、20Ω、60Ω、200Ω和10000Ω时x偏振反射波在y＝0平面上 的电场演变。结果表明，反射幅度首先随着RD从1到60Ω逐渐增大而不断减小，然后 随着RD从60到10000Ω不断增大而不断增大。此外，结果还表明，反射波在幅度分别 在RD＝1-60Ω和RD＝60-10000Ω范围内增加和减小时相位状态相反。图3(c)-(f)显 示了在8至13GHz频段内不同RD下单位元的仿真反射系数(S11)。当RD从1增加到 60Ω时，反射幅度从大约0.95一直减小到0，但反射相位基本保持不变，如图3(c)- (d)所示。然而，当RD从70到10000Ω连续增加时，反射幅度从0.02到0.98左右不 断增加，但反射相位也基本保持不变，如图3(e)-(f)所示。值得一提的是，RD＝35、40、45、50、55和60Ω的低频段和RD＝70和80Ω的高频段的相位响应分别存在轻微的 扰动，但由于这些单元元素几乎都工作在低反射幅度的吸收状态，因此相位扰动对超表 面的最终结果影响不大。图3(g)说明了当RD从1Ω连续控制到10000Ω时，在10GHz 时单元元件的仿真反射幅度和相位。结果表明，反射波幅值可以在1到0范围内连续控 制，而反射波的相位差在幅值增减幅度之间保持在180°左右。因此，反射波的幅度和相 位可以通过偏置电压改变开关二极管的RD来独立控制。根据数字编码超材料的知识， 所提出的宽带可编程幅相联合编码超表面可以同时实现1位或多位幅度码和1位相位 码，其中具有全反射和完全吸收的单元编码为幅度码“0”和“1”，相位差为π的单位元分别 编码为相位码“0”和“1”。
图4展示了四个幅度编码超表面及其对x偏振法向入射波的电磁响应。当超表面全部由幅度编码“0”时，如图4(a)所示，反射波将被有效抑制，即超表面有效吸收，其 仿真的三维远场辐射方向图如图4(e)所示。与全部由幅度编码“1”编码的超表面相比， 反射波的幅度可以抑制21dB，如图4(i)所示。然而，当采用1比特幅度编码序列为100100…且a＝10mm和d＝30mm时，如图4(b)所示，其3D和2D远场辐射图分别如 图4(f)和4(j)所示。当我们保持a不变，将d改为60mm时，采用1比特周期幅度 编码序列100000…，如图4(c)所示，±1级和±2级衍射波都被激发，其方向角可以根 据公式计算。图4(g)和4(k)显示了10GHz时的3D和2D远场辐射方向图，与理 论预测非常吻合。此外，幅度编码也可以扩展到更高的比特，以实现对反射波的更大自 由度。例如，当超表面的幅度编码设计为满足切比雪夫分布时，如图4(d)所示，根据 远场波瓣合成理论，可以有效抑制反射光束的副瓣水平，其3D远场辐射方向图如图3 (h)所示。与具有均匀幅度分布的超表面相比，所提出的具有切比雪夫分布的幅度编 码超表面可以大大抑制反射光束的副瓣水平，从-11.7dB降低到-26.9dB，如图4(l)所示。
图5提供四个案例来展示宽带可编程幅相联合编码超表面在操纵电磁波方面的独特 优势，这是仅通过幅度或仅相位编码超表面很难实现的。我们首先考虑A1＝A2≈0和
的双波束辐射情况，计算得到的超表面幅度和相位编码分布如图5(a)所 示，其中幅度编码序列为0000…，相位编码序列为0011…。图5(e)说明了3D远场 辐射方向图，这表明反射光束的幅度被显著抑制。与A1＝A2＝1和
的情况 相比，±48.6°方向的主波束幅度可以降低26.4dB，如图5(i)所示。辐射也可以扩展到 两对对称光束，例如
和
对应的1比特幅度和相位编码方向 图由方程式计算得到。如图5(b)所示，其中A1＝A2＝A3＝A4＝1，相位编码为 000000111111…。图5(f)是它的3D远场辐射方向图，图5(j)中的橙色线是它的2D 远场辐射方向图，表明两对光束分别指向±48.6°和±14.5°，分别具有相同的反射幅度。 更有趣的是，反射光束的能量强度也可以根据公式精确设计。设A1＝A3≠A2＝A4。 A1＝A3＝1，A2＝A4＝0.5和相位编码为000000111111…的超表面的2D远场辐射图如图4 (j)中的蓝线所示。与A1＝A2＝A3＝A4＝1的情况相比，相位编码为000000111111……， 反射光束的能量重新分布，但辐射方向不变。通过设计宽带可编程幅相联合编码超表面 的幅度分布，可以进一步控制辐射束的副瓣水平。当超表面的幅度编码序列被优化以满 足切比雪夫分布时，可以实现两个具有低副瓣水平的辐射波束。图5(c)显示了双通道 的多位幅度和1比特相位编码序列光束辐射指向±30°，其仿真的3D远场辐射图如图4 (g)所示。与幅度分布均匀的情况相比，波束的副瓣水平可以从-10dB大幅降低到 -20.6dB，如图5(k)所示。例如，如果只需要±2阶衍射波，则可以从公式计算所需的 超表面的幅度和相位编码分布。设n＝±2，如图5(d)所示。仿真的3D远场辐射图如 图5(h)所示，验证了仅生成了两个±2阶的衍射波。通过根据公式调整超表面的幅度 和相位编码序列，可以得到任意阶的衍射波，如图5(l)所示，分别展示了±2级和±4 级衍射波的结果。
我们使用印刷电路板技术制造了一个由15×24元素组成的宽带可编程幅相联合编 码超表面原型，总尺寸为150×240mm2。首先在小型微波暗室中测量超表面的反射频谱，如图6(a)所示。介质透镜喇叭天线位于微波暗室顶部并放置在超表面前面以产生入射 平面波并接收反射能量，然后通过施加均匀电压可以测量超表面的反射系数(S11)所 有开关二极管。图6(b)显示了加载开关二极管的超表面的照片，可以通过每列上的偏 置电压独立控制。图6(c)显示了超表面的放大图，显示了焊接在两个金属条之间的二 极管。值得注意的是，我们需要测试的电压调节精度精确到0.01V，所以我们希望超表 面的馈线与每列分开或尽可能由低电阻线作为馈线。图6(d)和6(e)说明了当偏置 电压从0增加到0.58V时S11的测量幅度和相位响应。结果表明，反射幅度在8到13GHz 的宽频带内连续减小，但反射相位几乎保持在大约280°不变。图6(f)和6(g)说明 了当偏置电压从0.6V进一步增加到0.83V时S11的测量幅度和相位响应，这表明反射 幅度在8到13GHz的宽频带内持续增加，并且反射相位几乎保持80°不变。图6(h)给 出了S11在10GHz时测量到的幅度和相位，偏置电压从0增加到0.83V，这表明反射幅 度可以在0.1到0.9之间连续控制，而反射相位可以在两相相差约200°，这是由于等效 电路中电容的一些微小偏差以及样品加工和焊接误差。实测结果与图6(g)所示的仿真 结果吻合较好，实验验证了宽带可编程幅相联合编码超表面可以实现独立的多比特幅度 编码和1比特相位编码。值得一提的是，当偏置电压接近0.6V时，反射相位发生显着 变化，但反射幅度很小，对结果影响不大。
在标准微波暗室中测量具有不同功能的宽带可编程幅相联合编码超表面的 远场辐射方向图，如图7(a)所示。超表面放置在旋转平台上，作为馈源的X 波段超材料透镜天线放置在距超表面40cm处以产生入射平面波。在微波暗室的 另一侧，采用标准的X波段矩形喇叭天线作为接收器接收反射信号，接收喇叭 天线与旋转平台的距离约为10m。因此，可以通过水平旋转平台来获得宽带可编 程幅相联合编码超表面的远场辐射方向图。电压控制平台如图7(b)所示，用 于精确控制加载到每列开关二极管的偏置电压。图7(c)-7(f)是在10GHz下 测得的具有不同功能的超表面的二维远场辐射图。图7(c)显示了周期性相位 编码序列为0011…的超表面的测量结果，但幅度编码序列分别设置为1111…和 0000…。与1111…的幅度编码序列相比，当幅度编码序列切换到0000…时，±49° 方向的反射光束幅度可以减少24.4dB，这与图5(i)所示的仿真结果一致。图7 (d)为多波束辐射的实测结果，其幅度和相位编码序列与图5(b)所示相同。 实测结果表明，光束分别指向±50°和±14.5°，可以有效控制反射光束的幅度，这 与图4(j)所示的仿真结果一致。图7(e)显示了副瓣水平控制的测量结果。 与均匀幅度码相比，采用切比雪夫幅度编码可以有效地将波束的副瓣水平从 -6.5dB(橙线)降低到-16dB(蓝线)，这也与图4所示的仿真结果一致。图7(f)显示了±2级和±4级衍射波的测量结果。正如预期的那样，测量的±2级和±4级 衍射波分别指向±16°和±32°，这与图5(i)所示的仿真结果一致。
此外，该超表面可以在很宽的频段内工作。图8展示了在8到13GHz频段在两种 不同状态下实测的超表面远场辐射方向图，其中相位编码序列相同，设置为000111…， 但超表面的反射幅度设置为分别为1和0.5。结果表明，由于相同的相位编码序列，主 光束都指向±30°，但随着超表面反射幅度从1切换到0.5，辐射波束幅度降低了6dB， 性能从8到13GHz都能保持良好。这是传统仅仅有相位编码和幅度编码的超表面所实 现不了的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式。由于本发明设计思路清晰，应用前景广泛，同样的概念可以拓展到太赫兹，红外以及可见光波段。应当指出：对于本技术领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改 进和润饰也应视为本发明的保护范围。比如：本发明中超表面是分成若干列，每列多个 单元结构使用相同电压调控，当然也可以轻易将每列多个单元由不同电压调控，进而拓 展到更加复杂的幅相联合调控的功能，也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种宽带可编程幅相联合编码超表面，其特征在于，该超表面由幅相联合编码结构单元(1)在空间上周期排布构成，每个结构单元(1)集成了一个开关二极管(D)，电磁波的反射幅度和相位通过连续调节该开关二极管(D)的偏置电压来独立控制，所述开关二极管的工作区域不仅仅是关闭和导通，而是整个PN结变化区域，电压调控范围0-1V；在整个8-13GHz频带范围内，反射幅度连续控制，从全反射到完全吸收，反射相位在两个相反的有相位差的状态之间切换180°，该超表面同时实现独立的1比特或多比特幅度编码和1比特相位编码，并且幅度和相位编码序列实时编程。
2.根据权利要求1所述的宽带可编程幅相联合编码超表面，其特征在于，所述幅相联合编码超表面，由幅相联合编码结构单元(1)在空间上周期排布构成若干列，每列有多个结构单元(1)，多个结构单元(1)使用相同的偏置电压，通过电压控制模块输出的幅相联合编码序列进行控制。
3.根据权利要求2所述的宽带可编程幅相联合编码超表面，其特征在于，所述幅相联合编码结构单元(1)，包括两块印刷在介质基片(2)正面的矩形金属贴片(3)，介质基片(2)的背面为全部覆铜的反射地板，所述的开关二极管(D)位于两块矩形金属贴片(3)之间的缝隙中，开关二极管(D)的两端分别连接两块矩形金属贴片(3)，两块矩形金属贴片(3)分别与电压控制平台的正负极相连为开关二极管(D)提供连续且精确的偏置电压0-1V。
4.根据权利要求1所述的宽带可编程幅相联合编码超表面，其特征在于，所述幅相联合编码结构单元(1)，呈现对电磁波反射相位差180度的两种不同电磁响应，两种不同的相位电磁响应用二进制数字“0”和“1”来表示，呈现对电磁波幅度全反射和完全吸收的两种不同电磁响应，两种不同的幅度电磁响应用二进制数字“0”和“1”来表示，幅度变化过程之间用多比特来表示。
5.根据权利要求1所述的宽带可编程幅相联合编码超表面，其特征在于，所述可编程幅相联合编码超表面单元，其等效电路中，PIN二极管的等效模型为一个可变电阻RD和并联电容C，上层金属贴片等效为电感Lp，金属贴片之间产生电容Cg，Z0为自由空间的本征阻抗，Zin为输入阻抗，Zs,ds为介质基板的等效阻抗以及厚度；PIN二极管的两端分别接一个电感Lp。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210835302.5A CN115149270A (zh) | 2022-07-15 | 2022-07-15 | 一种宽带可编程幅相联合编码超表面 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210835302.5A CN115149270A (zh) | 2022-07-15 | 2022-07-15 | 一种宽带可编程幅相联合编码超表面 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115149270A true CN115149270A (zh) | 2022-10-04 |
Family
ID=83412156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210835302.5A Pending CN115149270A (zh) | 2022-07-15 | 2022-07-15 | 一种宽带可编程幅相联合编码超表面 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115149270A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115360527A (zh) * | 2022-10-20 | 2022-11-18 | 中国科学技术大学 | 一种单比特多相位时空两维随机编码的超表面结构 |
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2022
- 2022-07-15 CN CN202210835302.5A patent/CN115149270A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115360527A (zh) * | 2022-10-20 | 2022-11-18 | 中国科学技术大学 | 一种单比特多相位时空两维随机编码的超表面结构 |
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