W-band phase shifter based on metasurface with built-in pin diodes

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

We propose a design and show the numerical simulation results for a W-band (75–110 GHz) phase shifter. The structure of the phase shifter consists of periodic array of rectangular patch antennas on a dielectric substrate with built-in pin-diodes. The calculations demonstrate the possibility of achieving a phase shift of the transmitted wave up to 87° at a frequency of 96 GHz with transmittance losses of –7 dB.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

A. Kazakov

Moscow Institute of Physics and Technology; Lomonosov Moscow State University

Autor responsável pela correspondência
Email: askazakov@physics.msu.ru
Rússia, Dolgoprudny; Moscow

P. Gusikhin

Osipyan Institute of Solid-State Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: askazakov@physics.msu.ru
Rússia, Chernogolovka

I. Andreev

Osipyan Institute of Solid-State Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: askazakov@physics.msu.ru
Rússia, Chernogolovka

V. Muravyov

Osipyan Institute of Solid-State Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: askazakov@physics.msu.ru
Rússia, Chernogolovka

I. Kukushkin

Osipyan Institute of Solid-State Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: askazakov@physics.msu.ru
Rússia, Chernogolovka

Bibliografia

  1. Dang S., Amin O., Shihada B. et al. // Nature Electron. 2020. V. 3. No. 1. P. 20.
  2. Rasilainen K., Phan T.D., Berg M. et al. // IEEE J. Sel. Areas Commun. 2020. V. 41. No. 8. P. 2530.
  3. Fu X., Yang F., Liu C. et al. // Adv. Opt. Mater. 2019. V. 8. No. 3. Art. No. 1900628.
  4. Guo Y., Guo Y., Li C. et al. // Appl. Sciences. 2021. V. 11. No. 9. P. 4017.
  5. Rice M. Digital communications: a discrete-time approach. Pearson Prentice Hall, 2009. 796 с.
  6. Веселаго В.Г. // УФН. 1967. Т. 92. № 7. С. 517.
  7. Smith D.R., Pendry J.B., Wiltshire M.C.K. // Science. 2004. V. 305. No. 5685. P. 788.
  8. Shalaev V.M. // Nature Photon. 2007. V. 1. No. 1. P. 41.
  9. Кильдишев А.В., Шалаев В.М. // УФН. 2011. T. 181. № 1. С. 59; Kildishev A.V., Shalaev V.M. // Phys. UsP. 2011. V. 54. No. 1. P. 53.
  10. Holloway C.L., Kuester E.F., Gordon J.A. et al. // IEEE Antennas Propag. Mag. 2012. V. 54. No. 2. P. 10.
  11. Yu N., Capasso F. // Nature Mater. 2014. V. 13. No. 2. P. 139.
  12. Yu Y.F., Zhu A.Y., Paniagua‐Domínguez R. et al. // Laser Photon. Rev. 2015. V. 9. No. 4. P. 412.
  13. Chen H.T., Taylor A.J., Yu N. // Rep. Prog. Phys. 2016. V. 79. No. 7. Art. No. 076401.
  14. Ремнев М.А., Климов В.В. // УФН. 2018. Т. 188. № 2. С. 169; Remnev M.A., Klimov V.V. // Phys. Usp. 2018. V. 61. No. 2. P. 157.
  15. Yu N., Genevet P., Kats M.A. et al. // Science. 2011. V. 334. No. 6054. P. 333.
  16. Pfeiffer C., Grbic A. // Phys. Rev. Lett. 2013. V. 110. No. 19. Art. No. 197401.
  17. Decker M., Staude I., Falkner M. et al. // Adv. Opt. Mater. 2015. V. 3. No. 6. P. 813.
  18. Chen M., Kim M., Wong A.M. et al. // Nanophotonics. 2018. V. 7. No. 6. P. 1207.
  19. Yu N., Aieta F., Genevet P. et al. // Nano Lett. 2012. V. 12. No. 12. P. 6328.
  20. Sun S., Yang K.Y., Wang C.M. et al. // Nano Lett. 2012. V. 12. No. 12. P. 6223.
  21. Pors A., Albrektsen O., Radko I.P. et al. // Sci. Reports. 2013. V. 3. No. 1. P. 2155.
  22. Huang L., Chen X., Muhlenbernd H. // Nano Lett. 2012. V. 12. No. 11. P. 5750.
  23. Sun S., He Q., Hao J. et al. // Adv. Opt. Photon. 2019. V. 11. No. 2. P. 380.
  24. Yang F., Pitchappa P., Wang N. // Micromachines. 2022. V. 13. No. 2. P. 285.
  25. Zeng H., Gong S., Wang L. // Nanophotonics. 2021. V. 11. No. 3. P. 415.
  26. Sievenpiper D.F., Schaffner J.H., Song H.J. et al. // IEEE Antennas Propag. Mag. 2003. V. 51. No. 10. P. 2713.
  27. Parlak M., Buckwalter J.F. // IEEE Microw. Wirel. Compon. Lett. 2010. V. 20. No. 11. P. 631.
  28. Zhang Y., Zhao Y., Liang S. et al. // Nanophotonics. 2018. V. 8. No. 1. P. 153.
  29. Zhang Y., Qiao S., Liang S. et al. // Nano Lett. 2015. V. 15. No. 5. P. 3501.
  30. Cui T.J., Qi M.Q., Wan X. et al. // Light Sci. Appl. 2014. V. 3. No. 10. P. 218.
  31. Pan X., Yang F., Xu S., Li M. // Proc. IEEE Ap-S/URSI (San Diego, 2017). P. 2055.
  32. Pan X., Wang S., Li G. et al. // Proc. IEEE MTT-S IWS (Chengdu, 2018). P. 1.
  33. Chieh J.C.S., Rowland J., Sharma S. // Electron. Lett. 2018. V. 54. No. 17. P. 1040.
  34. Chaimool S., Hongnara T., Rakluea C. et al. // Int. J. Antennas Propag. 2019. V. 2019. Art. No. 7216324.
  35. Zhang Z., Lan F., Mazumder P. et al. // Proc. IEEE PIERS-Fall (Rome, 2019). P. 3232.
  36. Al-Tag A.A., Al-mahdi R.M., Al-hedari et al. // Proc. eSmarTA2022 (Ibb, 2022). P. 1.
  37. Montori S., Chiuppesi E., Farinelli P. et al. // Int. J. Microw. Wirel. Technol. 2011. V. 3. No. 5. P. 521.
  38. Perez-Palomino G., Barba M., Encinar J.A. et al. // IEEE Antennas Propag. Mag. 2015. V. 63. No. 8. P. 3722.
  39. Gaebler A., Moessinger A., Goelden F. et al. // Int. J. Antennas Propag. 2009. V. 2009. Art. No. 876989.
  40. Levin B.J., Weidner G.G. // Proc. IEEE G-MTT Int. Microw. Symp. (Boulder, 1973). P. 65.
  41. Nguyen C., Yen P. // Proc. IEEE16th EuMC1986. (Dublin, 1986). P. 133.
  42. Stephan K.D., Goldsmith P.F. // Proc. IEEE MTT-S Microw. Symp. Digest (Albuquerque, 1992). P. 591.
  43. Lowe K., Lynch D.D., Panaretos S. et al. Diode patch phase shifter insertable into a waveguide. US Patent No. 5170140. 1992.
  44. Dzhikirba K.R., Shuvaev A., Khudaiberdiev D. et al. // Appl. Phys. Lett. 2023. V. 123. No. 5. Art. No. 052104.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Schematic representation of the general structure of the phase-shifting element, which is a lattice array of 20 metal patch antennas separated by slits with characteristic size g = 30 μm (a); scheme of pin-diodes inclusion in the structure in the region of the slot between neighbouring metal patches (b)

Baixar (279KB)
Metadados
3. Fig. 2. Dependences of the real (a) and imaginary (b) parts of the effective impedance of the phase-shifting element on frequency for different pin-diode differential resistances

Baixar (165KB)
Metadados
4. Fig. 3. Dependences of the phase element transmission coefficient (a) and phase shift of the passed electromagnetic wave (b) on frequency at different pin-diode resistances

Baixar (181KB)
Metadados
5. Fig. 4. Dependence of the phase shift of the passed electromagnetic wave at 96 GHz on the differential resistance of pin-diodes

Baixar (107KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».