[发明专利]基于SPiN二极管的SOI基可重构等离子全息天线

说明书

技术领域

本发明涉及天线技术，尤其涉及一种基于SPiN二极管的SOI基可重构等离子全息天线。

背景技术

随着科学技术的进一步发展，无线通信技术在人们的生活中发挥着越来越重要的作用。无线通信利用无线电波进行工作，而无线电波的接收和发送靠天线完成，天线的性能直接影响整个无线通信系统。在实际情况中，无线通信系统经常要求天线能根据实际使用环境来改变其电特性，即实现天线特性的“可重构”，进而减少系统中天线的数量。

全息天线由源天线和全息结构组成。结合实际需求，选择适当的天线作为源天线，通过加载全息结构来改变馈源的辐射，以获得所需的目标天线的辐射特性，通过给定的电磁波辐射的干涉图进而推算天线结构。与传统的反射面天线相比，全息结构具有灵活的构建形式，便于和应用环境一体设计，应用范围很广泛。

目前的频率可重构全息天线的各部分有互耦影响，频率跳变慢，馈源结构复杂，隐身性能不佳，剖面高，集成加工的难度高。

发明内容

因此，为解决上述现有技术存在的技术缺陷和不足，本发明提供一种基于SPiN二极管的SOI基可重构等离子全息天线，该天线包括：

Si基SOI半导体基片(1)；

制作在Si基SOI半导体基片(1)上的第一天线臂(2)、第二天线臂(3)、同轴馈线(4)及全息圆环(14)；

其中，第一天线臂(2)和第二天线臂(3)包括分布在同轴馈线(4)两侧且等长的SPiN二极管串，全息圆环(14)包括多个SPiN二极管串(w7)。

进一步地，在本发明实施例提供的天线中，全息圆环(14)为由八段等长的SPiN二极管串排列形成正八边形结构，其中，正八边形的边长与第一天线臂(2)和第二天线臂(3)长度之和相同。

进一步地，在本发明实施例提供的天线中，全息圆环(14)为由多个等长的SPiN二极管串构成并形成正多边形结构，正多边形的外接圆的半径为天线接收或发送的电磁波波长的四分之三。

进一步地，在本发明实施例提供的天线中，第一天线臂(2)和第二天线臂(3)沿同轴馈线(4)轴对称分布且包括相同数量的SPiN二极管串。

进一步地，在本发明实施例提供的天线中，还包括制作于Si基SOI半导体基片(1)的直流偏置线(5、6、7、8、9、10、11、12)；直流偏置线(5、6、7、8、9、10、11、12)间隔性的电连接至SPiN二极管串(w1、w2、w3、w4、w5、w6)两端。

进一步地，在本发明实施例提供的天线中，直流偏置线(5、6、7、8、9、10、11、12)采用化学气相淀积的方法制作于Si基SOI半导体基片(1)上，其材料为铜、铝或经过掺杂的多晶硅中的任意一种。

进一步地，在本发明实施例提供的天线中，构成SPiN二极管串的SPiN二极管包括P+区(27)、N+区(26)和本征区(22)，且还包括第一金属接触区(23)和第二金属接触区(24)；其中，

第一金属接触区(23)分别电连接P+区(27)与正电压，第二金属接触区(24)分别电连接N+区(26)与负电压，以使对应SPiN二极管串两端被施加电压后其所有SPiN二极管处于正向导通状态。

进一步地，在本发明实施例提供的天线中，第一天线臂(2)和第二天线臂(3)的导通长度根据预接收或发送的电磁波波长所确定。

本发明提供的一种基于SPiN二极管的SOI基可重构等离子全息天线中的优点在于：

1、体积小、剖面低，结构简单、易于加工。

2、采用同轴电缆作为馈源，无复杂馈源结构。

3、采用SPiN二极管作为天线的基本组成单元，只需通过控制其导通或断开，即可实现频率的可重构。

4、所有组成部分均在半导体基片一侧，易于制版加工。

附图说明

为了更清晰地说明本发明或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。下面将结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细的说明。

图1为本发明实施例提供的一种基于SPiN二极管的SOI基可重构等离子全息天线的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的SPiN二极管的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种SPiN二极管串的结构示意图。

具体实施方式