CN119401133A 一种基于mos开关芯片调控的可重构超表面反射阵及其实现方法 （杭州电子科技大学）

一种基于MOS开关芯片调控的可重构超表面本发明公开一种基于MOS开关芯片调控的可反射阵包括馈源喇叭和可重构超表面反射阵列；可重构超表面反射阵列包括多个周期性排布的层金属结构加载MOS开关芯片。本发明通过控制MOS开关芯片的通断，以实现超表面反射阵单元中每个超表面反射阵单元的状态，可以在±45°进行波束扫描，相比于使用PIN管作为调谐元件21.一种基于MOS开关芯片调控的可重构超表面反射阵，包括馈源喇叭和可重构超表面2.根据权利要求1所述一种基于MOS开关芯片调控的可重构超表面反射阵，其特征在3.根据权利要求1所述一种基于MOS开关芯片调控的可重构超表面反射阵，其特征在4.根据权利要求3所述一种基于MOS开关芯片调控的可重构超表面反射阵，其特征在5.根据权利要求4所述一种基于MOS开关芯片调控的可重构超表面反射阵，其特征在6.根据权利要求1所述一种基于MOS开关芯片调控的可重构超表面反射阵，其特征在于，所述第一辐射贴片（11）的缺口侧边设有一个连接金属贴片（15所述第二辐射贴片7.根据权利要求1所述一种基于MOS开关芯片调控的可重构超表面反射阵，其特征在8.根据权利要求1所述一种基于MOS开关芯片调控的可重构超表面反射阵，其特征在9.基于权利要求1_8任一项所述可重构超表面反射阵的调控方法，其特征在于所述方由于馈源喇叭辐射出的电磁波为球面波，导致不同超表面反射阵单元在接收电磁波通过控制每个超表面反射阵单元中MOS开关芯片的通断，完成对各超表面反射阵单元3阵单元的相位差满足180°。4[0001]本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于MOS开关芯片调控的可重构超的反射型和透射型超表面是两种代表性的可编程超表面类型。反射型超表面相较于透射构反射阵列成为了近几年的研究热点。本发明基于低成本的硅基工艺研制的高性能MOS开芯片设计的可重构超表面反射阵可以实现快速的波束扫描。相较使用PIN管作为调控元件[0004]本发明的目的在于提供一种基于MOS开关芯片调控的可重构超表面反射阵及其实[0010]所述第一辐射贴片的缺口与第二辐射贴片的一组平行侧边各自设有至少一个连5面反射阵单元在两种状态下的相位差满足180°。重构超表面反射阵列间存在空气层。优选馈源喇叭的宽口朝向所述可重构超表面反射阵[0026]通过控制每个超表面反射阵单元中MOS开关芯片的通断，完成对各超表面反射阵[0028]当在MOS开关芯片的栅极上施加高电平电压时，栅极下方绝缘层中的电场会吸引[0029]当MOS开关芯片的栅极上施加低电平电压时，硅衬底中的电子和空穴分布是均匀6[0030]作为优选，通过控制MOS开关芯片的通断实现超表面反射阵单元在两种状态下的相位差满足180°。无需像使用两端口的PIN管时必须通过扇形支节进行交直流隔离，从而有效避免了复杂[0040]图5为超表面反射阵单元在MOS开关芯片导通和关断状态下反射幅度随频率变化[0041]图6为超表面反射阵单元在MOS开关芯片导通和关断状态下反射相位随频率变化7这种复杂的馈电网络设计不仅增加了系统的物理复杂性，还在一定程度上提高了制造成边与缺口侧边平行设置，这种独特的几何形状设计有助于优化电磁波的辐射和散射特性。[0055]所述第一辐射贴片11的缺口与第二辐射贴片12的一组平行边两侧各自设有至少8贴片154用于通过金丝将顶层金属结构与MOS开关芯片键合，第一小贴片151、第三小贴片作为绝缘材料）组成，这种结构设计使得MOS开关芯片具有独特的电气性能。VG端与[0063]具体的，第一层介质基板2选用TaconicTLX_8材质，其具有介电常数为9[0069]通过控制MOS开关芯片栅极上的电压切换，可以实现超表面反射阵单元在相位调控效果的实现基于超表面反射阵单元内部各组件之间的协同作用以及电磁波在其射到每个超表面反射阵单元的电磁波总相位延迟进行有效的[0076]设馈源喇叭相位中心到第i个超表面反射阵单元的位置为di。而馈源喇叭照射到[0077]Df=-kodi(2)[0079]DR(xv,y)=ko(di-(xicosq,+yisinpo)sin8,)(3)[0082]通过公式(4)对可重构超表面反射阵中的每一个超表面反射阵单元进行量化，控制每个超表面反射阵单元中MOS开关芯片的通断来实现所需的相位补偿，最终实现不同角