[发明专利]一种用于毫米波MIMO和空间功率合成的反射式超表面

权利要求书

1.一种用于毫米波MIMO和空间功率合成的反射式超表面，其特征在于，包括正方形的反射式超表面主体(100)；

反射式超表面主体(100)，包括N×N个反射式超表面单元(200)；N为大于2的整数；

其中，每个反射式超表面单元(200)，包括从上到下依次设置的第一金属贴片(201)、第一介质基板(202)和第一金属背板，为三层结构；

第一金属贴片(201)，为正方形的金属贴片；

第一介质基板(202)的顶面，设置有第一金属贴片(201)；

第一介质基板(202)的整个底面，覆盖设置有第一金属背板；

其中，对于在反射式超表面主体(100)不同位置上的每个反射式超表面单元(200)，其具有的反射相位响应，符合预设的口径相位分布条件。

2.如权利要求1所述的反射式超表面，其特征在于，反射式超表面主体(100)，包括15×15个反射式超表面单元(200)。

3.如权利要求1所述的反射式超表面，其特征在于，对于在反射式超表面主体(100)不同位置上的每个反射式超表面单元(200)，其预设的口径相位分布条件，即第一金属贴片(201)的尺寸对应的相位分布，应满足如下公式(1)：

其中，表示反射式超表面主体(100)在第m行、第n列位置的反射式超表面单元(200)，在馈源激励下的反射相位响应；

其中，m＝1,2,3…,N；n＝1,2,3…,N。

4.如权利要求3所述的反射式超表面，其特征在于，由两部分相位响应相加构成；

其中，一部分的相位响应为奇数列全为0°，偶数列全为180°；

另一部分的相位响应的分布，服从抛物线聚焦原理，其表示为以下的公式(2)：

其中，(x,y)表示每个反射式超表面单元(200)的相对位置，λ表示自由空间中的波长，F为焦距；

焦距F＝12λ。

5.如权利要求1所述的反射式超表面，其特征在于，第一介质基板(202)是介电常数为2.65的F4B微波高频介质基板

第一金属贴片(201)和第一金属背板的材料为铜；

每个第一金属背板的形状大小，与第一介质基板(202)的形状大小相同。

6.如权利要求1所述的反射式超表面，其特征在于，反射式超表面主体(100)左右两端的正上方，分别设置有第二馈源(302)和第一馈源(301)；

第二馈源(302)和第一馈源(301)，为左右对称分布。

7.如权利要求6所述的反射式超表面，其特征在于，第一馈源(301)和第二馈源(302)，均采用贴片天线；

该贴片天线，包括从上到下依次设置的第二金属贴片(401)、第二介质基板(402)和第二金属背板，为三层结构；

第二介质基板(402)的整个底面，覆盖设置有第二金属背板；

第二介质基板(402)的顶面中心位置，设置有长方形的第二金属贴片(401)，该第二金属贴片(401)作为辐射金属片；

第二介质基板(402)的顶面前端中部，设置有纵向分布的微带线(403)；

微带线(403)的后端，与第二金属贴片(401)的前侧中间位置相连接；

第二介质基板(402)的顶面，在微带线(403)的左右两边，分别设置有第一圆形通孔(404)和第二圆形通孔(405)；

第一圆形通孔(404)的中心点与微带线(403)的垂直距离，等于第二圆形通孔(405)的中心点与微带线(403)的垂直距离；

第一圆形通孔(404)和第二圆形通孔(405)，分别用于连接一个SMA接头。