用于多状态相位控制的流体控制槽加载微波反射面

《IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques》：Fluidic-Controlled Slot-Loaded Microwave Reflective Surface for Multistate Phase Control

　　本工作提出了一种流体控制的微波反射面，通过槽耦合的流体加载实现多状态相位控制。该结构采用带有开口槽的接地板，集成基于聚二甲基硅氧烷（PDMS）的微流控通道，可选择性地注入空气、液态金属或水，从而实现离散的反射相位状态，无需使用半导体开关或偏置网络。通过将流体通道布置在接地板下方，既保留了反射面的电磁特性，又实现了对槽区域的阻抗可控加载。对称的单元几何结构和槽加载配置提供了偏振无关的工作性能。本研究建立了完整的解析等效电路模型（ECM），描述了交叉贴片、接地基板和槽加载流体通道之间的相互作用，为微波相位控制机制提供了物理洞察，并实现了对不同流体状态下反射响应的闭式预测。该结构支持三种离散相位状态，可实现用于异常反射的三级相位梯度控制。基于PDMS与印刷电路板（PCB）键合工艺制造了工作在15 GHz的16×16原型，并进行了实验表征。测量结果展示了光束偏转和高达76°的异常反射效果，与仿真结果吻合良好，证实了流体加载作为无偏置技术用于实现可重构微波反射结构的可行性。I. 引言可重构周期微波结构因能够动态调控人工表面的电磁特性而引起了广泛关注[1]。