[发明专利]一种针对表面波的可重构功率依赖吸波超表面

权利要求书

1.一种针对表面波的可重构功率依赖吸波超表面，其特征在于，包括：

电可调单元阵列，由若干个电可调单元构成，对横磁模表面波的色散特性和吸波效率随直流控制电压变化；

表面波强度集中感应控制模块，用于感知横磁模表面波强度，并根据强度信息向吸波阵列输出直流电压信号，使吸波率随表面波强度的增大而提高。

2.根据权利要求1所述的一种针对表面波的可重构功率依赖吸波超表面，其特征在于：

所述电可调单元阵列由多个电可调单元呈周期排列而成；

所述电可调单元为三层金属和两层介质结构，包含从上至下依次叠加放置的顶层金属、第一介质层、中间层金属、第二介质层、底层金属。

3.根据权利要求2所述的一种针对表面波的可重构功率依赖吸波超表面，其特征在于：

所述顶层金属包含四个金属贴片和位于四个金属贴片之间的PIN二极管；

其中，四个金属贴片分别编号为金属贴片T1、金属贴片T2、金属贴片T3、金属贴片T4；

中间层金属包含十字形金属导线和两个正方形金属贴片；

底层金属为整面覆盖金属。

4.根据权利要求3所述的一种针对表面波的可重构功率依赖吸波超表面，其特征在于：

所述四个金属贴片呈两行、两列均匀间隔排布，相邻两个金属贴片之间均设置一个PIN二极管，四个PIN二极管的阳极连接金属贴片T2和金属贴片T4，四个PIN二极管的阴极连接金属贴片T1和金属贴片T3，所述金属贴片在与PIN二极管连接处设有凸出部分；

所述两个正方形金属贴片以十字形金属导线的交叉点为中心对称结构，且两个正方形金属贴片在交叉点有重叠部分。

5.根据权利要求3所述的一种针对表面波的可重构功率依赖吸波超表面，其特征在于：

所述电可调单元还包含两个金属通孔和两个金属盲孔，金属通孔分别将金属贴片T1和金属贴片T3连接到底层金属，金属盲孔分别将金属贴片T2和金属贴片T4连接到中间层金属的正方形金属贴片。

6.根据权利要求3所述的一种针对表面波的可重构功率依赖吸波超表面，其特征在于：

当若干个电可调单元组成阵列时，所有电可调单元的中间层金属上的金属贴片和金属导线连接成了整体，并通过金属盲孔连接到顶层金属上的金属贴片T2和金属贴片T4；

所有电可调单元的底层金属连接成了整体，并通过金属通孔连接到顶层金属上的金属贴片T1和金属贴片T3；

所有电可调单元的顶层金属表面上的PIN二极管呈并联连接，通过在中间层金属和底层金属之间施加直流偏置电压改变PIN二极管的正偏工作状态，来调控电可调单元阵列的色散特性和吸波效率。

7.根据权利要求1所述的一种针对表面波的可重构功率依赖吸波超表面，其特征在于：

所述表面波强度集中感应控制模块为三层金属和两层介质结构，包含从上至下依次叠加放置的顶层金属、第一介质层、中间层金属、第二介质层、底层金属。

8.根据权利要求7所述的一种针对表面波的可重构功率依赖吸波超表面，其特征在于：

顶层金属为一个方形金属贴片，中间层金属为金属地，底层金属为一段微带线和射频检波电路；

一个金属通孔连接顶层金属的方形金属贴片中心和底层微带线的一端，微带线的另一端连接射频检波电路的输入端；

金属地上有一个直径大于金属通孔孔径的圆形孔缝，使得金属通孔不与中间层金属接触；

顶层金属的方形金属贴片的功能是耦合极少的横磁模表面波能量，并通过金属通孔将能量传导至底层的射频检波电路。

9.根据权利要求8所述的一种针对表面波的可重构功率依赖吸波超表面，其特征在于：

所述射频检波电路包含位于底层金属的一个射频检波集成电路芯片和由若干个电阻和电容构成的外围电路，用于接收到来自顶层金属的方形金属贴片的电磁波能量，根据电磁波强度输出相应的直流电压，且强度越高，直流电压越大；

射频检波电路的输出端连接电可调单元阵列的中间层金属，即与顶层金属的PIN二极管正极相连；

通过改变射频检波电路中的电阻值，可设置该超表面的功率动态范围；

通过改变射频检波电路中的补偿电压Vos可实时调控吸波率变化范围；通过设置射频检波电路的电源电压V_CC直接关闭功率依赖吸波功能，使超表面呈现固定不变的低损耗性能。