[发明专利]基于SPiN二极管的SOI基固态等离子体可重构偶极子天线

摘要

本发明提供一种基于SPiN二极管的SOI基固态等离子体可重构偶极子天线，该天线包括SOI半导体基片(1)；固定在SOI半导体基片(1)上的第一天线臂(2)、第二天线臂(3)和同轴馈线(4)；第一天线臂(2)和第二天线臂(3)分别设置于同轴馈线(4)的两侧且包括多个SPiN二极管串，在天线处于工作状态时，第一天线臂(2)和第二天线臂(3)根据多个SPiN二极管串的导通与关断实现天线臂长度的调节。本发明提供的天线具有易集成、可隐身、结构简单、频率可快速跳变的特点。

主权项

一种基于SPiN二极管的SOI基固态等离子体可重构偶极子天线，其特征在于，包括：SOI半导体基片(1)；采用半导体工艺固定在所述SOI半导体基片(1)上的第一天线臂(2)、第二天线臂(3)和同轴馈线(4)和第一直流偏置线(5)、第二直流偏置线(6)、第三直流偏置线(7)、第四直流偏置线(8)、第五直流偏置线(9)、第六直流偏置线(10)、第七直流偏置线(11)、第八直流偏置线(12)；其中，所述第一直流偏置线(5)、第二直流偏置线(6)、第三直流偏置线(7)、第四直流偏置线(8)、第五直流偏置线(9)、第六直流偏置线(10)、第七直流偏置线(11)、第八直流偏置线(12)采用化学气相淀积的方法固定于所述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；所述第一天线臂(2)和所述第二天线臂(3)分别设置于所述同轴馈线(4)的两侧，第一天线臂(2)包括依次串接的第一SPiN二极管串(w1)、第二SPiN二极管串(w2)及第三SPiN二极管串(w3)，所述第二天线臂(3)包括依次串接的第四SPiN二极管串(w4)、第五SPiN二极管串(w5)及第六SPiN二极管串(w6)；其中，所述第一SPiN二极管串(w1)的长度等于所述第六SPiN二极管串(w6)的长度，所述第二SPiN二极管串(w2)的长度等于所述第五SPiN二极管串(w5)的长度，所述第三SPiN二极管串(w3)的长度等于所述第四SPiN二极管串(w4)的长度；所述第一天线臂(2)和所述第二天线臂(3)的长度为其接收或发送的电磁波波长的四分之一；其中，SPiN二极管串中的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，所述第一金属接触区(23)分别电连接所述P+区(27)与所述直流偏置电压的正极，所述第二金属接触区(24)分别电连接所述N+区(26)与所述直流偏置电压的负极，以使对应SPiN二极管串被施加直流偏置电压后其所有SPiN二极管处于正向导通状态；所述同轴馈线(4)的内芯线焊接于所述第一天线臂(2)的金属片，所述第一天线臂(2)的金属片与直流偏置线(5)相连；所述同轴馈线(4)的屏蔽层焊接于所述第二天线臂(3)的金属片，所述第二天线臂(3)的金属片与第二直流偏置线(6)相连；所述第一直流偏置线(5)、第二直流偏置线(6)均与直流偏置电压的负极相连，以形成公共负极；由第三直流偏置线(7)和第八直流偏置线(12)形成第一直流偏置线组(7、12)，由第四直流偏置线(8)和第七直流偏置线(11)形成第二直流偏置线组(8、11)，由第五直流偏置线(9)和第六直流偏置线(10)形成第三直流偏置线组(9、10)，在天线工作中仅选择所述第一直流偏置线组(7、12)、所述第二直流偏置线组(8、11)及所述第三直流偏置线组(9、10)中的一组与所述直流偏置电压的正极相连，以使不同长度的所述二极管串处于导通状态，所述二极管在本征区(22)产生具有类金属特性的固态等离子体以用于天线的辐射结构，以形成不同长度的天线臂进而实现天线工作频率的可重构。