導(dǎo)縫隙的長(zhǎng)、寬及偏移距離有關(guān)。
[0033]若此時(shí)保持其他條件不變，伺服電路I對(duì)可編程電壓源2進(jìn)行編程控制，使可編程電壓源 2 輸出 32 路電壓[V1,P1:V1,P2]_[V8，P1:V8，Ρ2]與以放置在矩形波導(dǎo)3縫隙301處的雙橫向PIN 二極管4為例，來(lái)說(shuō)明其P注入?yún)^(qū)(P區(qū))441-442和N注入?yún)^(qū)(N區(qū))451-452上電極47的電壓大小關(guān)系?？删幊屉妷涸?輸出電壓Vy1與縫隙301處的雙橫向PIN 二極管4的P注入?yún)^(qū)(P區(qū))441相連，電壓Vy2與縫隙301處的雙橫向PIN 二極管4的P注入?yún)^(qū)(P區(qū))442相連，電壓νι;Ν1與縫隙301處的雙橫向PIN 二極管4的N注入?yún)^(qū)(N區(qū))451相連，電壓V1,與縫隙301處的雙橫向PIN 二極管4的N注入?yún)^(qū)(N 區(qū))452 相連。若 V1J1S V 1;N1，V1；P1>V1；N2,V，此時(shí)雙橫向 PIN 二極管4部分導(dǎo)通，其本征區(qū)46中的12、13、和14部分具有類(lèi)金屬的導(dǎo)電特性，I jP 15部分不具有類(lèi)金屬的導(dǎo)電特性，縫隙301的等效長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，等效寬度為Wi+W2。與上述類(lèi)似，使矩形波導(dǎo)3的縫隙302-308處的雙橫向PIN 二極管4的P注入?yún)^(qū)(P區(qū))441-442和N注入?yún)^(qū)(N區(qū))451-452上電極47的電壓也都滿(mǎn)足上述關(guān)系，此時(shí)縫隙302-308處的雙橫向PIN 二極管4部分導(dǎo)通，縫隙302-308的等效長(zhǎng)度為L(zhǎng)2,等效寬度為WJW2，縫隙301-308的偏移距離也發(fā)生了改變，此時(shí)波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)工作頻率為f2，f2與波導(dǎo)的共振腔有關(guān)，而共振腔與波導(dǎo)縫隙的長(zhǎng)、寬及偏移距離有關(guān)。
[0034]因此，通過(guò)伺服電路I對(duì)可編程電壓源2的實(shí)施編程控制，從而控制縫隙301-308處的雙橫向PIN 二極管4都全部導(dǎo)通或部分導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)的頻率可重構(gòu)。
[0035]實(shí)施例2:
[0036]如圖7所示，這種基于雙橫向PIN 二極管的頻率可重構(gòu)波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)，它包括伺服電路1、可編程電壓源2、矩形波導(dǎo)3。在矩形波導(dǎo)3寬壁切割η個(gè)縫隙，η的取值范圍為8-64 (參見(jiàn)圖5和圖6)，每個(gè)縫隙中各放置一個(gè)雙橫向PIN 二極管4，其中雙橫向PIN 二極管4的俯視圖如圖3所示。為了表述方便，此例中假設(shè)在波導(dǎo)寬壁只切割了 8個(gè)縫隙301-308，如圖8所示。此例中基于雙橫向PIN 二極管的頻率可重構(gòu)波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)各部分的連接方式與實(shí)施例1完全相同。
[0037]為了表述方便，設(shè)所有波導(dǎo)縫隙301-308的長(zhǎng)和寬均分別相等，所有雙橫向PIN 二極管4的長(zhǎng)和寬分別相等。波導(dǎo)內(nèi)電磁波的傳播方向，沿301傳播到308，伺服電路I對(duì)可編程電壓源2進(jìn)行編程控制，使可編程電壓源2輸出32路電壓[Ip1 = V1，P2]-[V8，P1:V8，Ρ2]與[V1;N1:V1；N2]-[V8；N1:V8；N2]。以放置在矩形波導(dǎo)3縫隙301處的雙橫向PIN 二極管4為例，來(lái)說(shuō)明其P注入?yún)^(qū)(P區(qū))441-442和N注入?yún)^(qū)(N區(qū))451-452上電極47的電壓大小關(guān)系?？删幊屉妷涸?輸出電壓\P1與縫隙301處的雙橫向PIN 二極管4的P注入?yún)^(qū)(P區(qū))441相連，電壓\P2與縫隙301處的雙橫向PIN 二極管4的P注入?yún)^(qū)(P區(qū))442相連，電壓V 1；N1與縫隙301處的雙橫向PIN 二極管4的N注入?yún)^(qū)(N區(qū))451相連，電壓V1,與縫隙301處的雙橫向PIN 二極管4的N注入?yún)^(qū)(N區(qū))452相連。若V1,P1M1J1, V1；P1>V1；N2, 丫…^…和VuPVu1，此時(shí)雙橫向PIN 二極管4全部導(dǎo)通，其本征區(qū)46中的IPI2、I3JP I4部分具有類(lèi)金屬的導(dǎo)電特性，15部分不具有類(lèi)金屬的導(dǎo)電特性，此時(shí)縫隙301的等效長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，等效寬度為W2。與上述類(lèi)似，使矩形波導(dǎo)3的縫隙302-308處的雙橫向PIN 二極管4的P注入?yún)^(qū)(P區(qū))441-442和N注入?yún)^(qū)(N區(qū))451-452上電極47的電壓也都滿(mǎn)足上述關(guān)系，此時(shí)縫隙302-308處的雙橫向PIN 二極管4都全部導(dǎo)通，縫隙302-308的等效長(zhǎng)度都為L(zhǎng)2，等效寬度都為W2，此時(shí)波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)工作頻率為Π，Π與波導(dǎo)的共振腔有關(guān)，而共振腔與波導(dǎo)縫隙的長(zhǎng)、寬及偏移距離有關(guān)。
[0038]若此時(shí)保持其他條件不變，伺服電路I對(duì)可編程電壓源2進(jìn)行編程控制，使可編程電壓源 2 輸出 32 路電壓[V1,P1:V1,P2]_[V8，P1:V8，P2]與以放置在矩形波導(dǎo)3縫隙301處的雙橫向PIN 二極管4為例，來(lái)說(shuō)明其P注入?yún)^(qū)(P區(qū))441-442和N注入?yún)^(qū)(N區(qū))451-452上電極47的電壓大小關(guān)系?？删幊屉妷涸?輸出電壓V^pi與縫隙301處的雙橫向PIN 二極管4的P注入?yún)^(qū)(P區(qū))441相連，電壓Vy2與縫隙301處的雙橫向PIN 二極管4的P注入?yún)^(qū)(P區(qū))442相連，電壓νι;Ν1與縫隙301處的雙橫向PIN 二極管4的N注入?yún)^(qū)(N區(qū))451相連，電壓V1,與縫隙301處的雙橫向PIN 二極管4的N注入?yún)^(qū)(N 區(qū))452 相連。若 V1,π> V1,N1，VljP1^ V 1；N2, V1J2M1,，此時(shí)雙橫向 PIN 二極管4部分導(dǎo)通，其本征區(qū)46中的Ip I2、和14部分具有類(lèi)金屬的導(dǎo)電特性，I 3和15部分不具有類(lèi)金屬的導(dǎo)電特性，縫隙301的等效長(zhǎng)度為L(zhǎng)JL2，等效寬度為W2。與上述類(lèi)似，使矩形波導(dǎo)3的縫隙302-308處的雙橫向PIN 二極管4的P注入?yún)^(qū)(P區(qū))441-442和N注入?yún)^(qū)(N區(qū))451-452上電極47的電壓也都滿(mǎn)足上述關(guān)系，此時(shí)縫隙302-308處的雙橫向PIN 二極管4部分導(dǎo)通，縫隙302-308的等效長(zhǎng)度為U+L2，等效寬度為W2，此時(shí)波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)工作頻率為f3，f3與波導(dǎo)的共振腔有關(guān)，而共振腔與波導(dǎo)縫隙的長(zhǎng)、寬及偏移距離有關(guān)。
[0039]因此，通過(guò)伺服電路I對(duì)可編程電壓源2的實(shí)施編程控制，從而控制縫隙301-308處的雙橫向PIN 二極管4都全部導(dǎo)通或部分導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)的頻率可重構(gòu)。
[0040]實(shí)施例3:
[0041]伺服電路I對(duì)可編程電壓源2進(jìn)行編程控制，使可編程電壓源2輸出符合編程要求的多路電壓；可編程電壓源3輸出的多路電壓與相應(yīng)的雙橫向PIN 二極管4相連，控制雙橫向PIN 二極管4的不同部分導(dǎo)通與截止，通過(guò)這種方式控制矩形波導(dǎo)3縫隙301-308的長(zhǎng)度、寬度和偏移距離，可以按照以上所述的思路進(jìn)行擴(kuò)展，可實(shí)現(xiàn)其他不同的基于雙橫向PIN 二極管的頻率可重構(gòu)波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于雙橫向PIN二極管的頻率可重構(gòu)波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)，其特征在于，所述天線(xiàn)包括:伺服電路、可編程電壓源和矩形波導(dǎo)，在矩形波導(dǎo)寬壁切割η個(gè)縫隙，η的取值范圍為8-64，每個(gè)縫隙中各放置一個(gè)雙橫向PIN 二極管；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4η路電壓；可編程電壓源輸出的4η路電壓分別與矩形波導(dǎo)縫隙中的η個(gè)雙橫向PIN 二極管相連，控制各雙橫向PIN 二極管的不同部分導(dǎo)通與截止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙橫向PIN二極管的頻率可重構(gòu)波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)，其特征在于，所述的矩形波導(dǎo)采用同軸線(xiàn)饋電，在波導(dǎo)上的縫隙間隔均勻或非均勻分布在波導(dǎo)寬壁中線(xiàn)兩側(cè)，各縫隙平行于矩形波導(dǎo)的長(zhǎng)棱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙橫向PIN二極管的頻率可重構(gòu)波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)，其特征在于，所述的雙橫向PIN 二極管依次包括單晶硅襯底、絕緣埋層、本征硅區(qū)和表面鈍化層，在本征硅區(qū)和表面鈍化層的四角設(shè)有P注入?yún)^(qū)或N注入?yún)^(qū)，且相同注入?yún)^(qū)沿對(duì)角布置，在各注入?yún)^(qū)表面分別設(shè)置有一個(gè)金屬電極，共有4個(gè)電極，其中絕緣埋層是氮化鋁。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于雙橫向PIN二極管的頻率可重構(gòu)波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)，其特征在于，所述的雙橫向PIN 二極管等效為4個(gè)橫向PIN 二極管；當(dāng)橫向PIN 二極管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)，橫向PIN 二極管導(dǎo)通；當(dāng)橫向PIN 二極管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)，橫向PIN 二極管截止；正向偏置的橫向PIN 二極管有恒定電流流過(guò)，此時(shí)本征區(qū)含有易于運(yùn)動(dòng)的載流子，當(dāng)本征區(qū)載流子濃度需達(dá)到118CnT3或以上時(shí)，此時(shí)本征區(qū)具有類(lèi)金屬的導(dǎo)電特性。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于雙橫向PIN二極管的頻率可重構(gòu)波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)，其特征在于所述可編程電壓源輸出的4η路電壓分別與η個(gè)雙橫向PIN 二極管中的4個(gè)電極共4η個(gè)電極分別連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的基于雙橫向PIN二極管的頻率可重構(gòu)波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)，其特征在于，所述雙橫向PIN 二極管與波導(dǎo)縫隙之間設(shè)有隔離層，隔離層是二氧化硅。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的基于雙橫向PIN二極管的頻率可重構(gòu)波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)，其特征在于，所述可編程電壓源控制雙橫向PIN 二極管的不同部分導(dǎo)通與截止，從而控制縫隙的長(zhǎng)度、寬度和偏移距離，實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)頻率可重構(gòu)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于雙橫向PIN二極管的頻率可重構(gòu)波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)，屬于天線(xiàn)領(lǐng)域，該天線(xiàn)主要包括：伺服電路、可編程電壓源、矩形波導(dǎo)和雙橫向PIN二極管。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多路電壓；矩形波導(dǎo)采用同軸線(xiàn)饋電，波導(dǎo)寬壁切割8-64個(gè)縫隙，并在每個(gè)縫隙處安裝一個(gè)雙橫向PIN二極管；可編程電壓源輸出的多路電壓與雙橫向PIN二極管相連，控制雙橫向PIN二極管的不同部分導(dǎo)通與截止，通過(guò)這種方式控制波導(dǎo)縫隙的長(zhǎng)度、寬度和偏移距離，實(shí)現(xiàn)可編程控制的頻率可重構(gòu)波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了可編程控制的頻率可重構(gòu)波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)。
【IPC分類(lèi)】H01Q23-00, H01Q13-18, H01Q1-36
【公開(kāi)號(hào)】CN104716420
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510165487
【發(fā)明人】劉會(huì)剛, 廖沁悅, 梁達(dá), 張時(shí)雨, 任立儒, 張福海, 耿衛(wèi)東
【申請(qǐng)人】南開(kāi)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年4月8日