極管的本征區(qū)2、3、4、5的長(zhǎng)度都等于λ/2，λ為天線的工作波長(zhǎng)。
[0062]如圖5所示，不失一般性，伺服電路15對(duì)可編程電壓源16進(jìn)行編程控制，使可編程電壓源16輸出20路一定數(shù)值的電壓，分別SVp1，」;(|，ν&，2，ν&，3，ViU, Vi,
Vi,j-l,l，Vi,j-1,2，Vi,j-1,3，Vi,j-1,4，Vi,j,0，Vi,j, I，Vi,j,2，Vi,j,3，Vi,j,4，^i, j+1, 0’ ^i, j+1, I’ ^i, j+1, 2’ ^i, j+1, 3’Vi,其中W2= V 1-1，j， 3>V1-l, j, 0>V1-l, j, I = V i_l, j, 4，Vi, j-1, 2 = V i, j-1, 3>Vi, j-1, 0>\ j-1, I = V i, j_l, 4，
Vi,j,2= V i’j’3〉Vi’j’i= V υ’4，Vi；J+1；2= V i; J+i;3>Vi； J+1；0>Vi； J+1；1= V i’j+1’4，j’0、J； pVi^jj2, Vi^jj3, Vi^4分別連接到第1-1行第j列的十字形PIN 二極管14的5個(gè)電極上，其中ViU連接到N區(qū)11上的電極，V 連接到P區(qū)8上的電極，V Η，」，2連接到P區(qū)9上的電極，ViU連接到P區(qū)7上的電極，V η，」，4連接到P區(qū)10上的電極；V m。、Vi；J_1；1,ViH2JiH3^η，4分別連接到第i行第j-1列的十字形PIN 二極管14的5個(gè)電極上，其中Vi,μ。連接到N區(qū)11上的電極，V 連接到P區(qū)8上的電極，V ^_1;2連接到P區(qū)9上的電極，Vi^3連接到P區(qū)7上的電極，V 連接到P區(qū)10上的電極；V i，」，。、Vm、Vi;J，2、Vi；J,3> 分別連接到第i行第j列的十字形PIN 二極管14的5個(gè)電極上，其中V U。連接到N區(qū)11上的電極，Vu1連接到P區(qū)8上的電極，V U2連接到P區(qū)9上的電極，V u 3連接到P區(qū)7上的電極，連接到P區(qū)10上的電極；V m。、V^+u、\」+1,2、\」+1,3、ν^+1,4分別連接到第i行第j+Ι列的十字形PIN 二極管14的5個(gè)電極上，其中Vu+w連接到N區(qū)11上的電極，Vu+u連接到P區(qū)8上的電極，V i，j+1，2連接到P區(qū)9上的電極，V i，j+1，3連接到P區(qū)7上的電極，Vi，j+1，4連接到P區(qū)10上的電極；可編程電壓源16其他所有輸出端輸出的電壓值都等于零。因此，此時(shí)M行N列的十字形PIN 二極管陣列17中只有第1-Ι行的第j列、第i行的第j-Ι列、第i行的第j列和第i行的第j+Ι列的十字形PIN 二極管14的左臂和右臂上的PIN 二極管導(dǎo)通且其本征區(qū)2和本征區(qū)4具有類金屬的導(dǎo)電特性。
[0063]若此時(shí)在第1-Ι行的第j列的十字形PIN 二極管14的N注入?yún)^(qū)(N區(qū))11上的金屬電極12和第i行的第j-Ι列的十字形PIN 二極管14的N注入?yún)^(qū)(N區(qū))11上的金屬電極12和第i行的第j列的十字形PIN 二極管14的N注入?yún)^(qū)(N區(qū))11上的金屬電極12和第i行的第j+Ι列的十字形PIN 二極管14N注入?yún)^(qū)(N區(qū))11上的金屬電極12施加激勵(lì)源，此時(shí)就形成了一個(gè)平面陣天線。通過類似的方法也可實(shí)現(xiàn)其他不同形狀排列的平面陣天線。
[0064]實(shí)施例6:
[0065]伺服電路15對(duì)可編程電壓源16進(jìn)行編程控制，使可編程電壓源16輸出符合編程要求的多路電壓；可編程電壓源輸出的多路電壓與天線陣中相應(yīng)M行N列的十字形PIN 二極管陣列17相連，控制十字形PIN 二極管14的各個(gè)臂上的PIN 二極管導(dǎo)通與截止，可以按照上述的思路進(jìn)行擴(kuò)展，可實(shí)現(xiàn)其他不同的可編程控制的頻率可重構(gòu)天線、可編程控制的方向圖可重構(gòu)天線和可編程控制的直線陣天線或平面陣列天線。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于十字形PIN二極管的可編程控制的可重構(gòu)天線，其特征在于，所述天線包括:伺服電路、可編程電壓源和天線陣；所述天線陣是由M行N列共計(jì)MXN個(gè)十字形PIN 二極管構(gòu)成的天線陣列，其中的每個(gè)十字形PIN 二極管為一個(gè)天線單元，每個(gè)十字形PIN 二極管具有四個(gè)臂，四個(gè)臂的末端以及中間十字形交叉點(diǎn)上各設(shè)有一個(gè)電極；伺服電路對(duì)可編程電壓源進(jìn)行編程控制，使可編程電壓源輸出符合編程要求的5XMXN路電壓；可編程電壓源輸出的5 X M X N路電壓分別與天線陣中相應(yīng)的M X N個(gè)十字形PIN 二極管的5個(gè)電極相連，即可編程電壓源輸出的電壓與相同編號(hào)的十字形PIN 二極管的電極用導(dǎo)線連接在一起，控制各十字形PIN 二極管各個(gè)臂上的PIN 二極管的導(dǎo)通與截止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于十字形PIN二極管的可編程控制的可重構(gòu)天線，其特征在于，所述的十字形PIN 二極管依次包括由四個(gè)臂構(gòu)成的十字形單晶硅襯底、絕緣埋層、本征硅區(qū)和表面鈍化層，在十字形本征區(qū)和表面鈍化層的四個(gè)臂的末端各設(shè)置有一個(gè)P注入?yún)^(qū)，在十字形交叉點(diǎn)處設(shè)置有一個(gè)N注入?yún)^(qū)，在每個(gè)P注入?yún)^(qū)或N注入?yún)^(qū)上各設(shè)置有一個(gè)金屬電極，其中P注入?yún)^(qū)和N注入?yún)^(qū)的位置可以對(duì)調(diào)互換，絕緣埋層是氮化鋁，本征硅區(qū)與P區(qū)和N區(qū)各自上方的電極長(zhǎng)度之比要等于100。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于十字形PIN二極管的可編程控制的可重構(gòu)天線，其特征在于，所述的M行N列的十字形PIN 二極管陣列中，各列十字形PIN 二極管之間的距離可以相等也可以不等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于十字形PIN二極管的可編程控制的可重構(gòu)天線，其特征在于，所述的M行N列的十字形PIN 二極管陣列中，各行十字形PIN 二極管之間的距離可以相等也可以不相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于十字形PIN二極管的可編程控制的可重構(gòu)天線，其特征在于，所述的十字形PIN 二極管的十字形交叉中心為N區(qū)，4個(gè)臂的另一端即末端為P區(qū)，或者中心為P區(qū)，4個(gè)臂的另一端為N區(qū)，當(dāng)某一臂兩端加正向偏置電壓、即P區(qū)電壓高于N區(qū)電壓數(shù)值時(shí)，十字形PIN 二極管的該臂上的PIN 二極管導(dǎo)通；當(dāng)某一臂兩端加反向偏置電壓、即N區(qū)電壓大于等于P區(qū)電壓時(shí)，十字形PIN 二極管的該臂上的PIN 二極管截止；正向偏置的PIN 二極管有恒定數(shù)值的電流通過，此時(shí)PIN 二極管的本征區(qū)有易于運(yùn)動(dòng)的載流子，當(dāng)本征區(qū)載流子濃度達(dá)到118CnT3或以上時(shí)，此時(shí)本征區(qū)具有類似于金屬的導(dǎo)電特性。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5任一項(xiàng)所述的基于十字形PIN二極管的可編程控制的可重構(gòu)天線，其特征在于，所述的M行N列的十字形PIN 二極管陣列中，各個(gè)十字形PIN 二極管中心位置的N區(qū)或P區(qū)復(fù)用，各個(gè)十字形PIN 二極管之間用二氧化硅隔離；各十字形PIN 二極管也可沿其自身中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，形成“X”形PIN 二極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至5任一項(xiàng)所述的基于十字形PIN二極管的可編程控制的可重構(gòu)天線，其特征在于，所述的M行N列十字形PIN 二極管陣列中的各個(gè)十字形PIN 二極管的本征區(qū)長(zhǎng)度和寬度可以相等也可以不等，且每個(gè)十字形PIN 二極管的各個(gè)臂上的PIN 二極管的本征區(qū)長(zhǎng)度可以相等也可以不等。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的基于十字形PIN二極管的可編程控制的可重構(gòu)天線，其特征在于，所述的可編程電壓源在伺服電路的編程控制下，可以實(shí)時(shí)在線編程輸出多路電壓，可編程電壓源輸出的每一路電壓分別與相應(yīng)的十字形PIN 二極管的各個(gè)電極相連接，即可編程電壓源輸出的電壓與相同編號(hào)的十字形PIN 二極管的電極用導(dǎo)線連接在一起，控制各個(gè)十字形PIN 二極管各個(gè)臂上的PIN 二極管的導(dǎo)通或截止，實(shí)現(xiàn)可編程控制的頻率可重構(gòu)天線、可編程控制的方向圖可重構(gòu)天線和可編程控制的直線陣天線或平面陣列天線。
【專利摘要】一種基于十字形PIN二極管的可編程控制的可重構(gòu)天線。該天線包括：伺服電路、可編程電壓源和天線陣；天線陣是由M行N列十字形PIN二極管構(gòu)成的天線陣列；伺服電路通過編程對(duì)可編程電壓源進(jìn)行控制，使可編程電壓源輸出符合編程要求的多路電壓；可編程電壓源輸出的多路電壓與天線陣中相應(yīng)的十字形PIN二極管相連，控制十字形PIN二極管的各個(gè)臂上的PIN二極管導(dǎo)通與截止，可實(shí)現(xiàn)可編程控制的頻率可重構(gòu)天線、可編程控制的方向圖可重構(gòu)天線和可編程控制的直線陣天線或平面陣列天線。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了基于十字形PIN二極管的可編程控制的可重構(gòu)天線。
【IPC分類】H01Q1-36, H01Q21-00, H01Q23-00, H01Q3-24
【公開號(hào)】CN104716418
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510163370
【發(fā)明人】劉會(huì)剛, 張時(shí)雨, 梁達(dá), 廖沁悅, 任立儒, 張福海, 耿衛(wèi)東
【申請(qǐng)人】南開大學(xué)
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年4月8日