[发明专利]一种高交叉极化鉴别度双线极化2-bit可编程超表面

权利要求书

1.一种高交叉极化鉴别度双线极化2-bit可编程超表面，其特征在于，包括由12×12个超表面单元呈周期性排布构成的超表面阵列，单元状态通过电调方式实时切换；

所述超表面单元包括三层介质板，分别为介质板一、介质板二和介质板三，所述介质板一和介质板二之间加入pp层一，介质板二和介质板三之间加入pp层二；

所述超表面单元从上至下设置四层铜层，依次分为主谐振体层、电流隔离层、地层和馈电网络层；

所述主谐振体层位于介质板一上表面，电流隔离层位于介质板一下表面，所述地层在介质板二的底部，单元底层用于直流馈电网络的布局，形成馈电网络层，馈电网络层位于介质板三底部。

2.根据权利要求1所述的一种高交叉极化鉴别度双线极化2-bit可编程超表面，其特征在于，所述主谐振体层由两个±45°方向正交放置的两个偶极子和四个寄生贴片组成，在单元中间与四端边缘处设置多个金属化过孔，金属化过孔用于把主谐振层与馈电网络层相连，再经由电感与中心的盲孔与地层直接相连。

3.根据权利要求1所述的一种高交叉极化鉴别度双线极化2-bit可编程超表面，其特征在于，所述超表面单元包括8个电感来隔离射频与直流，其中4个分别位于单元主谐振体层的边缘位置，用来隔离射频与正向直流偏置信号，另外4个位于馈电网络层中心，用来隔离射频与直流地。

4.根据权利要求1所述的一种高交叉极化鉴别度双线极化2-bit可编程超表面，其特征在于，所述两个正交的基本偶极子与各自方向上的两个寄生贴片由槽隔开，每个槽之间放置有PIN二极管，通过控制PIN二极管的通断。

5.根据权利要求1所述的一种高交叉极化鉴别度双线极化2-bit可编程超表面，其特征在于，所述两个偶极子为两个中心对称的贴片，寄生贴片和中心贴片间通过二极管连接，二极管负极朝向结构中心，并最终接地，在结构中心，两个正交的中心谐振体贴片由第二层铜层的交叉隔离结构隔开。

6.根据权利要求1所述的一种高交叉极化鉴别度双线极化2-bit可编程超表面，其特征在于，所述介质板为F4B覆铜介质板，F4B覆铜介质板压合而成，板材厚度为2mm，介电常数2.2，损耗角正切0.001，介质板间加入pp层压合，pp层厚度约为0.05mm；

所述超表面单元整体剖面高度约为中心频率3.5GHz的电尺寸0.07波长。

7.根据权利要求1所述的一种高交叉极化鉴别度双线极化2-bit可编程超表面，其特征在于，所述超表面单元周期为30.1mm，电尺寸为0.35波长。

8.根据权利要求1所述的一种高交叉极化鉴别度双线极化2-bit可编程超表面，其特征在于，所述超表面阵列工作在3.5GHz，使用喇叭天线对超表面进行空间馈电，射频信号由喇叭端输入，通过喇叭天线辐射至超表面，超表面通过PIN管序列的实时切换，实现散射波束的波束扫描、波束分裂等功能，进而验证超表面的性能。

9.根据权利要求8所述的一种高交叉极化鉴别度双线极化2-bit可编程超表面，其特征在于，所述喇叭天线固定在距离超表面288mm处，焦径比为0.8。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种高交叉极化鉴别度双线极化2-bit可编程超表面，其特征在于，所述可编程超表面用于无线深空探测、能量传输、微波成像。