基于PIN管的1-bit波束可重构反射阵

作     者：陆倩 于映 LU Qian;YU Ying

作者机构：南京邮电大学集成电路科学与工程学院江苏南京210023 

出 版 物：《现代雷达》 (Modern Radar)

年 卷 期：2024年第46卷第4期

页      面：82-87页

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主　　题：可重构 PIN二极管 波束扫描 交叉极化 反射阵 

摘      要：针对传统反射阵列天线不能灵活地进行波束转向,无法满足部分应用场景需求这一问题,文中设计、制作并测试了一种具有12×12个反射单元的1-bit波束可重构反射阵列。通过在两个尺寸相同的L形结构中间加载PIN二极管实现1位可重构单元,采用Ansys HFSS 15对该单元进行建模和仿真,在4.36 GHz~5.06 GHz频率范围内,单元在PIN二极管导通和断开两种状态下的相位差在180°±25°范围内,并在4.46 GHz和4.96 GHz两个频率下,具有180°相位差。对4.96 GHz进行验证,通过数字控制板独立调节每个PIN二极管,从而实现所需的相位分布。仿真和测试结果表明反射阵可以在4.96 GHz的中心频率下实现±50°范围内的波束扫描,并且在4.76 GHz~5.46 GHz频率范围内,具有相对良好的波束扫描性能。此外,反射阵采用镜面对称排布方式以改善交叉极化,实测交叉极化为-26.7 dB,相比较传统排布方式,交叉极化峰值降低了15.2 dB。