A reconfigurable ultra-wideband polarization converter based on metasurface incorporated with PIN diodes

材料科学 极化(电化学) 光电子学 宽带 PIN二极管 二极管 线极化 光学 轴比 圆极化 物理 微带线 物理化学 化学 激光器
作者
Jianghao Tian,Xiangyu Cao,Jun Gao,Huanhuan Yang,Jiangfeng Han,Huicun Yu,Siming Wang,Rong Jin,Tong Li
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:125 (13) 被引量:31
标识
DOI:10.1063/1.5067383
摘要

A reconfigurable ultra-wideband reflective polarization conversion metasurface (RUR-PCM) is proposed. The unit cell of the RUR-PCM consists of an anisotropic metal patch incorporated with a voltage controlled PIN diode, a dielectric layer, and a metal ground. When the PIN diode is switched on, the RUR-PCM can convert an incident linearly polarized electromagnetic (EM) wave to its orthogonal counterpart; when the PIN diode is switched off, the RUR-PCM can convert a linearly polarized EM wave to a circularly polarized one. The performance of the RUR-PCM is further improved by adding the superstrate and the “double L” metal patch to the unit cell of the RUR-PCM. Simulated and experimental results show that the RUR-PCM is able to achieve linear-to-linear (LTL) polarization conversion in the frequency range of 6.5–19.9 GHz with the polarization conversion ratio higher than 90%, and linear-to-circular (LTC) polarization conversion in the frequency range of 7.6–23.6 GHz, with the axial ratio better than 3 dB. Therefore, the LTL and the LTC polarization conversion methods are integrated into one metasurface in an ultra-wideband range, and each unit uses only one PIN diode, which makes the RUR-PCM have a broad application prospect in secure communication and polarization compatibility.
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