[发明专利]双极化3bit相位独立可调的可重构智能超表面单元

权利要求书

1.双极化3bit相位独立可调的可重构智能超表面单元，其特征在于，所述单元包括四层功能结构，其中第二层和第三层是馈电层，第四层为金属地；单元上表面为第一层，单元下表面为第四层，单元的上表面与下表面皆为正方形，且边长相等，即为单元边长；第一层包括四个等腰直角三角形金属贴片和四个十字形金属贴片，每个等腰直角三角形与对应的一个十字形金属贴片通过变容管相连；四个所述等腰直角三角形金属贴片分别与一个金属过孔相连，x轴方向的两个所述金属过孔与第二层馈电层相连，y轴方向的两个所述金属过孔与第三层馈电层相连；通过调整两个正交极化方向上变容管两端的电压，使得所述单元独立的在两个正交极化方向上，实现0～45°斜入射范围内的3bit相位调制，进而在两个极化方向解耦，分别实现波束扫描功能，且对电磁波入射角不敏感。

2.根据权利要求1所述的双极化3bit相位独立可调的可重构智能超表面单元，其特征在于，所述第一层包括一个正方形金属贴片以及一个方环金属贴片，正方形金属贴片位于第一层的中央位置，并位于方环金属贴片内部，正方形金属贴片与方环金属贴片的对角线重合；第一层还包括四个长方形金属贴片，方环金属贴片的每条边分别与一个长方形金属贴片垂直交叉，形成十字形结构；沿所述对角线，用缝隙分隔正方形金属贴片以及方环金属贴片，将正方形金属贴片沿对角线分割形成所述四个等腰直角三角形金属贴片，将正方形金属贴片沿对角线分割形成所述四个十字形金属贴片；每个等腰直角三角形金属贴片与最临近的十字形金属贴片之间用变容管连接。

3.根据权利要求2所述的双极化3bit相位独立可调的可重构智能超表面单元，其特征在于，在第一层的外围还贴有一个作为接地线的方环形金属条带，所述方环形金属条带的边长为单元边长；方环形金属条带每个边分别与十字形金属贴片中的长方形金属贴片的一个边直接相连。

4.根据权利要求3所述的双极化3bit相位独立可调的可重构智能超表面单元，其特征在于，以第一层为基准，设定直角坐标系，以正方形金属贴片的一条边为x轴方向，则以正方形金属贴片中，与x轴垂直的另一条边为y轴方向；第二层为第一正方形金属馈电层，第一正方形金属馈电层的边与方环形金属条带的相应边平行，且边长小于方环形金属条带的边长；在第一正方形金属馈电层的边沿，在y轴的正反方向分别设置有第一金属条带和第二金属条带，用于连接方环形金属条带；第三层为第二正方形金属馈电层，第二正方形金属馈电层的边与方环形金属条带的相应边平行，且边长小于方环形金属条带的边长；第二正方形金属馈电层与第一正方形金属馈电层的边长相等；在第二正方形金属馈电层的边沿，在x轴的正反方向分别设置有第三金属条带和第四金属条带，用于连接方环形金属条带。

5.根据权利要求4所述的双极化3bit相位独立可调的可重构智能超表面单元，其特征在于，第四层为正方形金属地，所述正方形金属地的边与方环形金属条带的相应边平行，且边长等于单元边长，即正方形金属地的各边与方环形金属条带直接连接。

6.根据权利要求5所述的双极化3bit相位独立可调的可重构智能超表面单元，其特征在于，在第一层的x轴方向和y轴方向，四个等腰直角三角形金属贴片分别与一个金属过孔相连，金属过孔与第一层平面垂直，并穿过第二层、第三层和第四层；其中，x轴方向两个金属过孔与第二层的第一正方形金属馈电层相连，x轴方向两个金属过孔与第三层的第二正方形金属馈电层不相连；y轴方向两个金属过孔与第三层的第二正方形金属馈电层相连，y轴方向两个金属过孔与第二层的第一正方形金属馈电层不相连；四个金属过孔与第四层的正方形金属地均不相连。