[发明专利]基于十字形PIN二极管的可编程控制的可重构天线

权利要求书

1.基于十字形PIN二极管的可编程控制的可重构天线，其特征在于，所述天线包括：伺服电路、可编程电压源和天线阵；所述天线阵是由M行N列共计M×N个十字形PIN二极管构成的天线阵列，其中的每个十字形PIN二极管为一个天线单元，每个十字形PIN二极管具有四个臂，四个臂的末端以及中间十字形交叉点上各设有一个电极；伺服电路对可编程电压源进行编程控制，使可编程电压源输出符合编程要求的5×M×N路电压；可编程电压源输出的5×M×N路电压分别与天线阵中相应的M×N个十字形PIN二极管的5个电极相连，即可编程电压源输出的电压与相同编号的十字形PIN二极管的电极用导线连接在一起，控制各十字形PIN二极管各个臂上的PIN二极管的导通与截止。

2.根据权利要求1所述的基于十字形PIN二极管的可编程控制的可重构天线，其特征在于，所述的十字形PIN二极管依次包括由四个臂构成的十字形单晶硅衬底、绝缘埋层、本征硅区和表面钝化层，在十字形本征区和表面钝化层的四个臂的末端各设置有一个P注入区，在十字形交叉点处设置有一个N注入区，在每个P注入区或N注入区上各设置有一个金属电极，其中P注入区和N注入区的位置可以对调互换，绝缘埋层是氮化铝，本征硅区与P区和N区各自上方的电极长度之比要等于100。

3.根据权利要求1所述的基于十字形PIN二极管的可编程控制的可重构天线，其特征在于，所述的M行N列的十字形PIN二极管阵列中，各列十字形PIN二极管之间的距离可以相等也可以不等。

4.根据权利要求1所述的基于十字形PIN二极管的可编程控制的可重构天线，其特征在于，所述的M行N列的十字形PIN二极管阵列中，各行十字形PIN二极管之间的距离可以相等也可以不相等。

5.根据权利要求2所述的基于十字形PIN二极管的可编程控制的可重构天线，其特征在于，所述的十字形PIN二极管的十字形交叉中心为N区，4个臂的另一端即末端为P区，或者中心为P区，4个臂的另一端为N区，当某一臂两端加正向偏置电压、即P区电压高于N区电压数值时，十字形PIN二极管的该臂上的PIN二极管导通；当某一臂两端加反向偏置电压、即N区电压大于等于P区电压时，十字形PIN二极管的该臂上的PIN二极管截止；正向偏置的PIN二极管有恒定数值的电流通过，此时PIN二极管的本征区有易于运动的载流子，当本征区载流子浓度达到10¹⁸cm^-3或以上时，此时本征区具有类似于金属的导电特性。

6.根据权利要求2至5任一项所述的基于十字形PIN二极管的可编程控制的可重构天线，其特征在于，所述的M行N列的十字形PIN二极管阵列中，各个十字形PIN二极管中心位置的N区或P区复用，各个十字形PIN二极管之间用二氧化硅隔离；各十字形PIN二极管也可沿其自身中心点旋转一个角度，形成“X”形PIN二极管。

7.根据权利要求2至5任一项所述的基于十字形PIN二极管的可编程控制的可重构天线，其特征在于，所述的M行N列十字形PIN二极管阵列中的各个十字形PIN二极管的本征区长度和宽度可以相等也可以不等，且每个十字形PIN二极管的各个臂上的PIN二极管的本征区长度可以相等也可以不等。

8.根据权利要求1至5任一项所述的基于十字形PIN二极管的可编程控制的可重构天线，其特征在于，所述的可编程电压源在伺服电路的编程控制下，可以实时在线编程输出多路电压，可编程电压源输出的每一路电压分别与相应的十字形PIN二极管的各个电极相连接，即可编程电压源输出的电压与相同编号的十字形PIN二极管的电极用导线连接在一起，控制各个十字形PIN二极管各个臂上的PIN二极管的导通或截止，实现可编程控制的频率可重构天线、可编程控制的方向图可重构天线和可编程控制的直线阵天线或平面阵列天线。