[发明专利]基于连续调相智能超表面的超表面单元、通信装置及系统

权利要求书

1.一种基于连续调相智能超表面的超表面单元，所述超表面单元包括：

接地层、介质层、patch层、变容二极管以及焊盘；其中，所述patch层包括第一patch层和第二patch层；

所述第一patch层和所述第二patch层通过所述变容二极管相连；

所述第一patch层通过杆件穿过所述介质层与所述接地层连接，所述第二patch层通过杆件穿过所述介质层，并穿过所述焊盘；

所述接地层连接接地导线，所述第二patch层的杆件在所述焊盘处连接接电导线，所述接地导线与所述接电导线分别接通电源的两极。

2.根据权利要求1所述的超表面单元，其特征在于，在所述电源的偏置电压为目标偏置电压时，所述超表面单元上的副反射电磁波的相位为目标相位，所述副反射电磁波为超平面上反射的反射电磁波；

其中，所述电源的偏置电压可连续变化，使得所述变容二极管的等效电容值连续变化，并使得在所述超表面单元上反射的副反射电磁波的反射系数连续变化，最终使得所述副反射电磁波的相位连续可调。

3.根据权利要求2所述的超表面单元，其特征在于，预设偏置电压的调节间隔，根据预设的偏置电压调节间隔，对所述超表面单元上反射的副反射电磁波的相位进行调节。

4.根据权利要求2所述的超表面单元，其特征在于，所述超表面单元上的副反射电磁波，由所述patch层反射的第一副反射电磁波和所述接地层反射的第二副反射电磁波叠加组成。

5.根据权利要求1所述的超表面单元，其特征在于，所述超表面单元的介质层表面形状为正方形，所述正方形长度低于所述超表面单元允许工作波长的半波长。

6.根据权利要求5所述的超表面单元，其特征在于，所述超表面单元的第一patch层和第二patch层表面为规则的几何图形，所述规则的几何图形面积低于所述超表面单元的介质层的面积的一半。

7.一种基于连续调相智能超表面的通信装置，其特征在于，所述通信装置包括：

指向确定模块，用于确定反射电磁波的目标指向，反射电磁波的指向误差范围和反射电磁波的波束宽度；

连续调相智能超表面，所述连续调相智能超表面由多个超表面单元在电路板上规则阵列排布组成，其中，所述超表面单元为权利要求1-6任一所述的超表面单元；

所述连续调相智能超表面，用于根据确定的反射电磁波的目标指向，反射电磁波的指向误差范围和反射电磁波的波束宽度，通过调节各个超表面单元的偏置电压，获得在所述连续调相智能超表面反射的目标反射电磁波；

其中，所述目标反射电磁波为满足指向误差范围，满足波束宽度，并指向目标指向的反射电磁波。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述连续调相智能超表面的具体用于：

根据确定的反射电磁波的目标指向，反射电磁波的指向误差范围和反射电磁波的波束宽度，确定各个超表面单元上的副反射电磁波的各自目标相位值；

根据确定的各个超表面单元上的副反射电磁波的各自目标相位值，确定各个超表面单元的各自目标状态；

根据确定的各个超表面单元的各自目标状态，确定各个超表面单元的各自目标等效电容值；

根据确定的各个超表面单元的各自目标等效电容值，确定各个超表面单元的各自目标偏置电压；

通过调节各个超表面单元的偏置电压为各自目标偏置电压，将所述各个超表面单元调节至各自目标状态；

电磁波入射到处于各自目标状态的所述各个超表面单元，将获得所述各个超表面单元上处于各自目标相位值的副反射电磁波；

所述各个超表面单元上处于各自目标相位值的副反射电磁波相叠加，获得在所述连续调相智能超表面反射的目标反射电磁波；

其中，各个超表面单元通过连续改变各自电源的偏置电压，可对各个超表面单元上反射的副反射电磁波的相位进行连续调节，而各个超表面单元上相位可连续调节的副反射电磁波，最终可叠加为方向可连续调节的反射电磁波。