[发明专利]基于S-PIN二极管的可重构波导混合缝隙天线

权利要求书

1.基于S-PIN二极管的可重构波导混合缝隙天线，天线的主体是矩形波导，矩形波导的一端用于馈电，另一端设有反射板；其特征是在所述矩形波导波导宽壁和波导窄壁上均切割8-32个缝隙，并在每个缝隙中安装一个用于控制缝隙等效开启或等效关闭的S-PIN二极管；所述控制缝隙等效开启或等效关闭通过控制S-PIN二极管的偏置电压实现；波导宽壁上的缝隙平行于矩形波导的长棱，间隔分布在波导宽壁中线两边；波导窄壁上的缝隙为倾斜切割，并切入波导宽壁，但不切至波导宽壁上的缝隙所在位置，切割方向与长棱的垂直方向有夹角，通过S-PIN二极管控制缝隙等效开启或关闭，实现天线方向图全向扫描和全向辐射。

2.根据权利要求1所述的基于S-PIN二极管的可重构波导混合缝隙天线，其特征在于安装的S-PIN二极管包括内金属触片、外金属触片、硼磷硅玻璃、P型半导体块、N型半导体块、本征层、埋氧层和硅衬底；内金属触片和外金属触片覆在缝隙表面，位于同一平面上，且内金属触片位于外金属触片里面，内金属触片和外金属触片之间有间隙，间隙中填充了硼磷硅玻璃；内金属触片边缘的下方有一圈所述P型半导体块，用于提供空穴；外金属触片的下方有一圈所述N型半导体块，用于提供电子；P型和N型半导体块除顶面以外都被所述本征层包裹着；本征层下面紧贴着一层很薄的所述埋氧层；埋氧层下面紧贴着所述硅衬底，硅衬底处于缝隙的底部；当在内金属触片与外金属触片之间加上正向偏置电压后，S-PIN二极管导通，N型半导体中的弱自由电子将会从原子中分离，形成自由负电荷，P型半导体将产生空穴，而且空穴可以自由迁移；电子与空穴注入到本征层中，当达到浓度足够大时，将会形成类似金属的薄层，等效为缝隙关闭；当不加偏置电压时，S-PIN二极管不导通，相当于缝隙中只填充了绝缘介质，等效为缝隙开启；所有开启的缝隙组成的阵列工作在驻波形式；在扫描的时刻天线的辐射全部由其中一个壁上的缝隙阵列产生，而其余壁上的缝隙全部关闭，使波束具有明显的指向性，依次开启相邻波导宽壁与窄壁上的缝隙，不断循环便可形成扫描波束；在全向辐射时，则将所有的缝隙开启。

3.根据权利要求1所述的基于S-PIN二极管的可重构波导混合缝隙天线，其特征在于波导窄壁上的各缝隙切割方向与矩形波导长棱的垂直方向的夹角为4°-15°，且夹角大小互不相同。

4.根据权利要求2所述的基于S-PIN二极管的可重构波导混合缝隙天线，其特征在于：内金属触片与外金属触片的材料为导电金属，厚度为0.8                                                -1.5。

5.根据权利要求4所述的基于S-PIN二极管的可重构波导混合缝隙天线，其特征在于：内金属触片宽度为200，长度为14-15。

6.根据权利要求2所述的基于S-PIN二极管的可重构波导混合缝隙天线，其特征在于：内金属触片与外金属触片之间的间隙为50-100。

7.根据权利要求2所述的基于S-PIN二极管的可重构波导混合缝隙天线，其特征在于：加在内外金属触片之间的偏置电压为直流稳压，电压值为2.5-3。

8.根据权利要求2所述的基于S-PIN二极管的可重构波导混合缝隙天线，其特征在于：本征层的材料为纯硅，厚度为70-90。

9.根据权利要求2所述的基于S-PIN二极管的可重构波导混合缝隙天线，其特征在于：埋氧层的材料是二氧化硅，厚度为2-3。

10.根据权利要求2所述的基于S-PIN二极管的可重构波导混合缝隙天线，其特征在于：硅衬底的材料为纯硅，厚度为300-500。