DE69219993T2 - Device with adjustable frequency-selective surface - Google Patents
Device with adjustable frequency-selective surfaceInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit frequenzselektiver Oberfläche, die wenigstens ein Gitter aus leitenden Elementen umfaßt, die Elementar- bzw. Grundmuster bilden.The invention relates to a device with a frequency-selective surface comprising at least one grid of conductive elements forming elementary or basic patterns.
Die Reduzierung der Radaräquivalenzfläche eines Ziels kann man auf klassische Weise erhalten, indem man es mit Material überzieht, das die elektromagnetischen Wellen absorbiert. Es gibt zahlreiche Arten von Überzügen, die leider alle Nachteile aufweisen:Reducing the radar equivalent area of a target can be achieved in the classic way by covering it with material that absorbs electromagnetic waves. There are many types of coatings, all of which unfortunately have disadvantages:
- die bezüglich der Wellenlänge dünnen absorbierenden Überzüge müssen magnetische Verluste aufweisen. Sie sind folglich sehr dicht und können nur auf begrenzte Frequenzbereiche eingestellt bzw. abgestimmt werden: eine Oktave oder höchstens einige Oktaven, je nach gewünschter Absorption,- the absorbing coatings, which are thin relative to the wavelength, must have magnetic losses. They are therefore very dense and can only be adjusted or tuned to limited frequency ranges: one octave or at most a few octaves, depending on the desired absorption,
- die dicken Überzüge ermöglichen, dieses Problem des Durchlaßbandes zu lösen, jedoch unter der Bedingung, daß der Reflexionskoeffizient an der Grenzfläche Vakuum-Material klein ist. Dieser Koeffizient legt die Leistungen der gesamten absorbierenden Struktur fest. Dies kann nur mit Materialien erzielt werden, die sehr wenig dicht sind, vor allem dann, wenn eine sehr kleine Reflektivität gewünscht wird. Es handelt sich dann um brüchige Produkte, die notwendigerweise auf der Oberfläche des zu schützenden Objekts angebracht werden müssen,- thick coatings make it possible to solve this passband problem, provided that the reflection coefficient at the vacuum-material interface is small. This coefficient determines the performance of the entire absorbing structure. This can only be achieved with very low-density materials, especially when very low reflectivity is required. These are then fragile products that must necessarily be applied to the surface of the object to be protected,
- in allen Fällen wird die größte Effizienz nur erzielt, wenn man das Ziel im wesentlichen ganz überzieht, was zahlreiche Konzeptionsnachteile aufweist, und- in all cases, the greatest efficiency is only achieved if the target is exceeded, which has numerous design disadvantages, and
- die Effizienz der Absorptionsmaterialien ist sehr variabel, je nach Form des Ziels, des Einfallwinkels der Wellen sowie ihrer Polarisation.- the efficiency of the absorption materials is highly variable, depending on the shape of the target, the angle of incidence of the waves and their polarization.
Der zu bezahlende Preis, ausgedrückt in in kg/m² Überzug, kann hoch erscheinen hinsichtlich der erzielten Reflektivität und der abzuführenden Leistung.The price to be paid, expressed in kg/m² of coating, may seem high considering the reflectivity achieved and the power to be dissipated.
Bekannt ist auch, daß die frequenzselektiven Oberflächen, gebildet durch leitende, voneinander isolierte Muster, die sich auf derselben Fläche periodisch wiederholen, benutzt werden können, um nichtreflektierende Strukturen zu bilden, die sehr wirksam sind für eine Frequenz oder ein sehr schmales Frequenzband.It is also known that the frequency-selective surfaces, formed by conductive, mutually isolated patterns that repeat periodically on the same surface, can be used to create non-reflective structures. which are very effective for one frequency or a very narrow frequency band.
Die Betriebswellenlänge ist sehr eng verknüpft mit den Abmessungen des Musters und es ist folglich unmöglich, mit solchen Oberflächen eine niedrige Reflektivität über sehr breite Fequenzbereiche zu erzielen.The operating wavelength is very closely related to the dimensions of the pattern and it is therefore impossible to achieve low reflectivity over very wide frequency ranges with such surfaces.
Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, diese Nachteile zu beseitigen.The present invention aims to eliminate these disadvantages.
Das Patent US-A-3 955 201 beschreibt ein Antennensystem, das ein Gitter aus leitenden Elementen umfaßt und Kopplungseinrichtungen zwischen diesen Elementen, angesteuert durch Steuereinrichtungen. Diese Kopplungseinrichtungen umfassen eine erste Serie elektronischer Komponenten sowie eine zweite Serie elektronischer Komponenten, die ermöglichen, die Komponenten der ersten Serie zu betätigen und ihre Leitung zu kontrollieren. Die Komponenten der zweiten Serie sind mit den Steuereinrichtungen durch einen Adressierleiter oder mit zwei Adressierleitern verbunden, die ermöglichen, eine Matrixadressierung zu erhalten. Die Komponenten der ersten Serie sind Photodioden, d.h. photosensible Schalter, die ausgelöst werden können durch eine Lumineszenzdiode, sowie Komponenten mit zwei Eingängen und nichtlinearer Transferfunktion oder Triacs, d.h. Komponenten mit drei Eingängen. Dieses Antennensystem kann als Radarantenne benutzt werden und mit Hochfrequenzversorgungseinrichtungen verbunden sein, um als Sende-Empfangsantenne zu arbeiten.Patent US-A-3 955 201 describes an antenna system comprising a grid of conductive elements and coupling means between these elements controlled by control means. These coupling means comprise a first series of electronic components and a second series of electronic components enabling the components of the first series to be actuated and their conduction to be controlled. The components of the second series are connected to the control means by an addressing conductor or by two addressing conductors enabling matrix addressing to be obtained. The components of the first series are photodiodes, i.e. photosensitive switches that can be triggered by a light-emitting diode, as well as two-input components with a non-linear transfer function or triacs, i.e. three-input components. This antenna system can be used as a radar antenna and connected to high-frequency power supplies to operate as a transmit-receive antenna.
Die Erfindung hat eine Vorrichtung mit frequenzselektiver Oberfläche zum Gegenstand, die wenigstens ein Zeilen- Spalten-Gitter aus leitenden Grundmustern umfaßt und dadurch gekennzeichnet ist, daß sie enthält: wenigstens ein Zeilen- Spalten-Gitter aus Kopplungselementen, wobei jede Kopplungskomponente fähig ist, die Kopplung zwischen zwei benachbarten Elementarmustern entsprechend einer Zeile oder Spalte herzustellen, mit denen sie verbunden ist, wenigstens ein Gitter aus elektronischen Komponenten, verbunden mit leitenden Zeilen und leitenden Spalten, welche die Zeilenadressierung und die Spaltenadressierung dieser elektronischen Komponenten ermöglichen, wobei jede elektronische Komponente ermöglicht, eine Kopplungskomponente zu betätigen, Steuereinrichtungen mit einem Prozessor und einem Speicher, der die verschiedenen möglichen Konfigurationen enthält, die man dem Elementarmustergitter geben kann in Abhängigkeit von der gewählten Frequenz, wobei der Prozessor ermöglicht, die entsprechenden Konfiguration aus dem Speicher zu lesen und die Steuersignale an die leitenden Zeilen und die leitenden Spalten zu legen, um diese Konfiguration zu erhalten.The invention relates to a device with a frequency-selective surface comprising at least one row-column grid of basic conductive patterns and characterized in that it comprises: at least one row-column grid of coupling elements, each coupling component being able to establish the coupling between two adjacent elementary patterns corresponding to a row or column to which it is connected, at least one grid of electronic components connected to conductive rows and conductive columns which enable the row addressing and the column addressing of these electronic components, each electronic component enabling a coupling component to be actuated, control means comprising a processor and a memory containing the various possible configurations that can be given to the elementary pattern grid depending on the selected frequency, the processor making it possible to read the corresponding configuration from the memory and to apply the control signals to the conductive rows and the conductive columns in order to obtain this configuration.
Diese Vorrichtung ermöglicht eine beliebige Modulation der Scheinausdehnungen der Muster und:This device allows for any modulation of the apparent dimensions of the patterns and:
- die Herstellung einer variabel einstellbaren frequenzselektiven Oberfläche,- the production of a variably adjustable frequency-selective surface,
- die Herstellung absorbierender Strukturen von variabler "elektrischer" Tiefe (die, welche die Wellen "sehen"),- the creation of absorbing structures of variable "electrical" depth (those that "see" the waves),
- die Herstellung nichtreflektierender Sende-Empfangs- Antennen zwischen zwei Sende-Empfangs-Ereignissen.- the creation of non-reflective transmit-receive antennas between two transmit-receive events.
Eine andere Charakteristik der Erfindung besteht darin, daß die Kopplungseinrichtungen eine erste Serie von elektronischen Komponenten umfassen sowie eine zweite Serie von elektronischen Komponenten, die ermöglichen, die Komponenten der erste Serie zu betätigen und ihre Leitung zu kontrollieren.Another characteristic of the invention is that the coupling means comprise a first series of electronic components and a second series of electronic components which enable the components of the first series to be actuated and their conduction to be controlled.
Weitere Charakteristika und Vorteile der Erfindung gehen aus der Lektüre der erläuternden und nicht einschränkenden Beschreibung hervor, bezogen auf die beigefügten Zeichnungen:Further characteristics and advantages of the invention will become apparent from reading the explanatory and non-limiting description, with reference to the accompanying drawings:
- die Figur 1 stellt ein Grundschema der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar;- Figure 1 represents a basic diagram of the device according to the invention;
- die Figur 2A zeigt ein detaillierteres partielles Schema des Grundmuster-Gitters der erfindungsgemäßen Vorrichtung;- Figure 2A shows a more detailed partial diagram of the basic pattern grid of the device according to the invention;
- die Figur 2B zeigt das Schema eines Details nach Figur 2A;- Figure 2B shows a diagram of a detail according to Figure 2A;
- die Figur 3 stellt das Schema des Gitters der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechend einer bestimmten Konfiguration dar;- Figure 3 represents the diagram of the grid of the device according to the invention according to a certain configuration;
- die Figur 4 stellt das Schema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für den Fall dar, wo diese Vorrichtung auch als Hochfrequenz-Sende-Empfangsantenne benutzt werden kann.- Figure 4 shows the diagram of a device according to the invention in the case where this device can also be used as a high-frequency transmitting-receiving antenna.
In Figur 1 ist das Schema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Diese Vorrichtung ist eine Vorrichtung mit einstellbarer frequenzselektiver Oberfläche. Sie umfaßt ein Gitter 1 aus leitenden Elementen mit dem Bezugszeichen 2. Diese leitenden Elemente 2 bilden Grundmuster wie z.B. die in dieser Figur kreuzförmig dargestellten.Figure 1 shows the diagram of a device according to the invention. This device is a device with an adjustable frequency-selective surface. It comprises a Grid 1 made of conductive elements with the reference number 2. These conductive elements 2 form basic patterns such as the cross-shaped ones shown in this figure.
Mit einer solchen Konfiguration und in Abhängigkeit von der Größe der Grundmuster eignet sich das Gitter zum Absorbieren einer HF-Strahlung mit einer bestimmten gewünschten Frequenz und kann sich als Spiegel verhalten, d.h. als reflektierende Oberfläche für HF-Stahlungen einer anderen als dieser bestimmten Frequenz.With such a configuration and depending on the size of the basic patterns, the grid is suitable for absorbing RF radiation with a certain desired frequency and can behave as a mirror, i.e. as a reflecting surface for RF radiation of a frequency other than this specific frequency.
Jedoch können die Grundmuster erfindungsgemäß miteinander gekoppelt werden entsprechend festgelegten Konfigurationen, die die Oberfläche, d.h. das Gitter aus leitenden Elementen, über einen breiten Frequenzbereich einstellbar machen.However, according to the invention, the basic patterns can be coupled to one another according to predetermined configurations that make the surface, i.e. the grid of conductive elements, adjustable over a wide frequency range.
Die Vorrichtung mit frequenzselektiver Oberfläche kann also über einen breiten HF-Frequenzbereich eingestellt d.h. absorbierend gemacht werden.The device with frequency-selective surface can therefore be adjusted over a wide RF frequency range, i.e. made absorbent.
Erfindungskonform kann diese Vorrichtung ebenfalls als Breitband-Sende-Empfangsantenne benutzt werden, wie weiter unten beschrieben.In accordance with the invention, this device can also be used as a broadband transmitting/receiving antenna, as described below.
In Figur 1 sind auch Steuereinrichtungen 3 und Einrichtungen 4 dargestellt, die ermöglichen, die leitenden Elemente der verschiedenen Grundmuster miteinander zu koppeln.Figure 1 also shows control devices 3 and devices 4 which enable the conductive elements of the various basic patterns to be coupled to one another.
Die Steuereinrichtungen 3 können verschiedene Frequenzen in einem breiten Frequenzbereich empfangen und die Kopplungseinrichtungen 4 steuern und anwählen, um die Scheinausdehnungen der Grundmuster zu modifizieren und somit das selektive Gitter auf jede Eingangsfrequenz f1, f2,...fn einstellen bzw. abstimmen zu können.The control devices 3 can receive different frequencies in a wide frequency range and control and select the coupling devices 4 in order to modify the apparent expansions of the basic patterns and thus to be able to adjust or tune the selective grating to any input frequency f1, f2,...fn.
Nach einem Aspekt der Erfindung ermöglichen die Steuereinrichtungen 3, eine Matrixadressierung des Gitters zu realisieren, um die Kopplungen zwischen Grundmustern anzuwählen und zu steuern. Nach einem anderen Aspekt der Erfindung, der weiter unten detailliert wird, kann man, anstatt eine Matrixadressierung herzustellen, unter bestimmten Bedingungen eine Paralleladressierung herstellen.According to one aspect of the invention, the control means 3 make it possible to implement matrix addressing of the grid in order to select and control the couplings between basic patterns. According to another aspect of the invention, which will be detailed below, instead of establishing matrix addressing, parallel addressing can be established under certain conditions.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfassen die Steuereinrichtungen einen Speicher 31 und einen Prozessor 32. Der Speicher enthält die verschiedenen möglichen Konfigurationen, die man dem Gitte geben kann in Abhängigkeit von den Eingangsfrequenzen, die der Prozessor empfangen kann.According to a further aspect of the invention, the control means comprise a memory 31 and a processor 32. The memory contains the various possible configurations that that can be given to the grid depending on the input frequencies that the processor can receive.
Der Prozessor kann die diesem Gitter zu verleihende Konfiguration aus dem Speicher lesen, entsprechend der Frequenz, die er empfängt, und dann das Gitter adressieren, um die herzustellenden Kopplungen zu steuern oder zu kontrollieren.The processor can read from the memory the configuration to be given to this grid, according to the frequency it receives, and then address the grid to command or control the couplings to be established.
Es folgt eine detaillierte Beschreibung anhand der Figuren 2A und 2B. Das Schema der Figur 2A zeigt einen Teil des Gitters und stellt die erfindungsgemäßen Kopplungseinrichtungen mehr im Detail dar.A detailed description follows with reference to Figures 2A and 2B. The diagram in Figure 2A shows part of the grid and presents the coupling devices according to the invention in more detail.
Die Kopplungseinrichtungen umfassen eine erste Serie elektronischer Komponenten 44 zum Koppeln und eine zweite Serie elektronischer Komponenten 45 zum Betätigen der Komponenten der ersten Serie.The coupling devices comprise a first series of electronic components 44 for coupling and a second series of electronic components 45 for actuating the components of the first series.
Eine Kopplungskomponente 44 ist vorgesehen zwischen den Enden des (kreuzförmigen) Musters, dieser Ausrichtung entsprechend. Nach der in Figur 2 dargestellten Ausführungsart gibt es also Zeilen- und Spalten-Kopplungskomponenten, die ermöglichen, wie dies detailliert werden wird, diese Komponenten anzuwählen, um sie so zu steuern, daß sie die Kopplung zwischen den beiden Grundmustern, die sie verbinden, herstellen oder nicht herstellen.A coupling component 44 is provided between the ends of the (cross-shaped) pattern, corresponding to this orientation. According to the embodiment shown in Figure 2, there are therefore row and column coupling components, which, as will be detailed, allow these components to be selected in order to control them so as to establish or not establish the coupling between the two basic patterns they connect.
Die Serie der Komponenten 45 ermöglicht, die durch die Komponenten 44 bewirkten Kopplungen anzuwählen, zu steuern oder zu kontrollieren. Eine Komponente 45 ist vorgesehen pro Komponente 44. Diese Komponenten 45 sind also matrixförmig angeordnet und mit leitenden Zeilen 42 und leitenden Spalten 41 verbunden. Die Leitungen 42 ermöglichen die Zeilenadressierung der Kopplungskomponenten und die Leitungen 41 ermöglichen die Spaltenadressierung dieser Komponenten.The series of components 45 makes it possible to select, control or monitor the couplings caused by the components 44. One component 45 is provided for each component 44. These components 45 are therefore arranged in a matrix and connected to conductive rows 42 and conductive columns 41. The lines 42 enable the row addressing of the coupling components and the lines 41 enable the column addressing of these components.
Die Leitungen 42 und 41 sind Adressiersteuerungsleiter.Lines 42 and 41 are address control conductors.
Der Prozessor 32 der Figur 1 ermöglicht, Steuersignale an diese Adressiersteuerungsleiter zu legen, die den Komponenten 45 ermöglichen, die Komponenten 44 so zu steuern, daß diese Komponenten 44 den logischen Zustand einnehmen, der dem logischen Zustand entspricht, der für die Eingangsfrequenz, die der Prozessor 32 empfangen hat, in den Speicher 31 geschrieben wurde.The processor 32 of Figure 1 allows control signals to be applied to these addressing control conductors which enable the components 45 to control the components 44 so that these components 44 assume the logic state corresponding to the logic state written into the memory 31 for the input frequency received by the processor 32.
Das Schema der Figur 2B ermöglicht, auf funktionelle Weise die Verbindungen zu detaillieren, die durch die Komponenten 44 und die Komponenten 45 hergestellt werden.The diagram of Figure 2B makes it possible to detail in a functional manner the connections made by the components 44 and the components 45.
Wie man in dieser Figur 2B sehen kann, hat eine Komponente 44 zwei Verbindungspunkte 1 und 2 und einen Verbindungspunkt 3. Wenn die Komponente auf ihrem Eingang 3 ein Signal erhält, stellt sie die Kopplung, symbolisiert durch den Schalter zwischen den Punkten 1 und 2, zwischen zwei der in dem Gitter vorhandenen Grundmuster nach einer bestimmten Ausrichtung her.As can be seen in this figure 2B, a component 44 has two connection points 1 and 2 and one connection point 3. When the component receives a signal on its input 3, it establishes the coupling, symbolized by the switch between points 1 and 2, between two of the basic patterns present in the grid according to a certain orientation.
Die Komponente 45 umfaßt zwei Adressierungseingänge, nämlich die Eingänge 1 und 2, einen Steuerspannungsausgang, der der Punkt 3 ist, und einen Eingang, der die Versorgungsspannung VCC ist. Die Adressierungseingangspunkte sind verbunden mit den Adressiersteuerungsleitern 41 und 42 des Gitters.The component 45 comprises two addressing inputs, namely inputs 1 and 2, a control voltage output which is point 3, and an input which is the supply voltage VCC. The addressing input points are connected to the addressing control conductors 41 and 42 of the grid.
Erfindungskonform sind die Komponenten, die verwendet werden um die Kopplungen herzustellen und die Anwähl- und Kopplungssteuerungen zu realisieren, vom Typ Schalter.In accordance with the invention, the components used to establish the couplings and to implement the selection and coupling controls are of the switch type.
Die erfindungskonforme Vorrichtung kann zweidimensional oder dreidimensional sein. In diesem letzterem Fall befinden sich die beiden Gitter, die sie umfaßt, in zwei übereinanderliegenden Ebenen.The device according to the invention can be two-dimensional or three-dimensional. In the latter case, the two grids it comprises are located in two superimposed planes.
Praktischerweise zeigen die Schemata, dargestellt in Figur 1 und partiell in Figur 2A, ein einziges Gitter aus leitenden Elementen, die metallische kreuzförmige, quadratische oder stabförmige Grundmuster bilden (eventuell mit magnetischen Eigenschaften des ferromagnetischen Typs). Ihre Wiederholungsteilungen in den Richtungen der Ebene können gleich oder unterschiedlich sein.Conveniently, the schemes shown in Figure 1 and partially in Figure 2A show a single grid of conducting elements forming metallic cross-shaped, square-shaped or rod-shaped basic patterns (possibly with magnetic properties of the ferromagnetic type). Their repetition pitches in the plane directions can be equal or different.
Diese Grundmuster können auf lokale Weise miteinander verbunden werden. Dazu werden sie so miteinander gekoppelt, daß sie Gruppen von Grundmustern bilden.These basic patterns can be connected to each other in a local way. To do this, they are linked together in such a way that they form groups of basic patterns.
Die Kopplung, wenn sie hergestellt wird zwischen diesen verschiedenen Grundmustern, ermöglicht, den Spalt zwischen bestimmten kontinuierlichen Kreuzen leitend zu machen und dies unter Einhaltung einer Periodizität in den beiden Richtungen der Ebene. Diese Kopplungen haben die Wirkung, die Größe und eventuell die Form der Grundmuster zu ändern und folglich die Abstimmungsfrequenzen des derart hergestellten elektromagnetischen Filters zu modifizieren.The coupling, when established between these different basic patterns, makes it possible to make the gap between certain continuous crosses conductive, while maintaining a periodicity in the two directions of the plane. These couplings have the effect of modifying the size and eventually the shape of the basic patterns and consequently the To modify the tuning frequencies of the electromagnetic filter thus manufactured.
Um eine Kontrolle der Eigenschaften des Spalts zu erhalten, verwendet man ein geeignetes Signal zum Steuern der Kopplungskomponenten 44 in Abhängigkeit von der Wahl dieser Komponenten, damit sie nicht im Alles-oder-nichts-Betrieb arbeiten. Diese Kontrolle ermöglicht einen kontinuierlichen Übergang vom kurzgeschlossenen zum geöffneten Stromkreis, was auch die elektromagnetischen Eigenschaften des Filters modifiziert, ohne daß notwendigerweise die effiziente elektromagnetische Teilung des Gitters verändert wird.In order to obtain control of the characteristics of the gap, an appropriate signal is used to control the coupling components 44 depending on the choice of these components so that they do not operate in an all-or-nothing mode. This control allows a continuous transition from the short-circuited to the open circuit, which also modifies the electromagnetic characteristics of the filter, without necessarily changing the efficient electromagnetic pitch of the grid.
Je nach Art der in dem Spalt zwischen den Grundmustern benutzten elektronischen Komponenten, und wie man in der Folge sehen wird für den Fall, daß Dioden verwendet werden, ermöglicht die Erfindung ein Entkoppeln der mit den Grundmustern verbundenen magnetischen und elektrischen Eigenschaften.Depending on the type of electronic components used in the gap between the basic patterns, and as will be seen below in the case of diodes being used, the invention enables decoupling of the magnetic and electrical properties associated with the basic patterns.
Die Komponenten, die benutzt werden können, um den Spalt zwischen den Grundmustern zu bilden, sind Komponenten des Schaltertyps. Diese Komponenten können sein:The components that can be used to form the gap between the basic patterns are switch type components. These components can be:
- entweder eine photosensible Komponente, ausgelöst durch eine Lumineszenzdiode, wobei die photosensible Komponente die Komponente 44 ist und die Lumineszenzdiode dann die Komponente 45 ist,- either a photosensitive component triggered by a light-emitting diode, the photosensitive component being component 44 and the light-emitting diode then being component 45,
- oder eine Komponente mit drei Eingängen. Zum Beispiel werden MOS- oder bipolare Transistoren in Siliciumtechnologie oder MESFET-Transistoren in III-V-Halbleitertechnologie verwendet,- or a component with three inputs. For example, MOS or bipolar transistors in silicon technology or MESFET transistors in III-V semiconductor technology are used,
- oder einen Komponente mit zwei Eingängen mit nichtlinearer Transferfunktion des Typs Diode.- or a two-input component with a non-linear transfer function of the diode type.
Erfindungskonform werden die Komponenten des Schaltertyps 44 in Höhe ihrer Steuerung z.B. durch Schalter 45 des MOSFET-Typs angesteuert, deren eines Ende mit einer Leistungsquelle verbunden ist, und deren Steuerungen (es handelt sich bei den MESFET-Transistoren um Gates) unabhängig voneinander angesteuert werden durch die oben beschriebene Matrix- Adressierungsbetriebsart desselben Typs, wie man sie in den DRAM- Speichern findet, wie schon beschrieben. Der in den Steuereinrichtungen vorgesehene Speicher wird mit den diversen Muster-Konfigurartionen geladen, die man auf dem Gitter implementieren will. Dieser Speicher kann die Teilung der Muster, die radioelektrischen Eigenschaften des Spalts enthalten. Der Prozessor ist fähig, die Informationen bzw. Daten aus dem Speicher zu lesen, die ihm ermöglichen, Adressiersteuerungssignale zu liefern, um diese Konfiguration zu erhalten.According to the invention, the components of the switch type 44 are controlled at their control level, for example, by switches 45 of the MOSFET type, one end of which is connected to a power source, and whose controls (the MESFET transistors are gates) are controlled independently of one another by the matrix addressing mode described above, of the same type as that found in the DRAM memories, as already described. The memory provided in the control devices is loaded with the various pattern configurations that can be found on the grid wants to implement. This memory can contain the division of the patterns, the radioelectric properties of the gap. The processor is able to read the information or data from the memory that allows it to provide addressing control signals to obtain this configuration.
Um ein solches Gitter herzustellen, kann man z.B. die Grundmuster, die Komponenten und die Adressierleitungen auf oder in einer isolierenden Oberfläche abscheiden (die ein Substrat bildet). Dieses Substrat kann z.B. aus Siliciumoxid sein. Für die Herstellung des Gitters (oder der Gitter) benutzt man die Abscheidungs- und Ätztechniken zur Herstellung von mikroelektronischen Schaltkreisen.To produce such a grid, one can deposit the basic patterns, the components and the addressing lines on or in an insulating surface (which forms a substrate). This substrate can be made of silicon oxide, for example. To produce the grid (or grids), one uses the deposition and etching techniques used to produce microelectronic circuits.
Ein solches Netz verhält sich auf IR- und/oder elektromagnetischer Ebene wie eine frequenzselektive Oberfläche.Such a network behaves like a frequency-selective surface on the IR and/or electromagnetic level.
Die Implementierung von Kopplungseinrichtungen in besagtes Gitter ermöglicht, die äquivalenten dielektrischen Eigenschaften des zwischen den Grundmustern befindlichen Materials, das man Spalt genannt hat, zu kontrollieren. Diese Kontrolle schließt die Extremsituationen ein, nämlich totale elektrische Isolation oder Kurzschluß.The implementation of coupling devices in said grid makes it possible to control the equivalent dielectric properties of the material located between the basic patterns, called the gap. This control includes extreme situations, namely total electrical isolation or short circuit.
Die Implementierung der beiden Komponenten 44 und 45 und der Adressierleitungen 1, 2, die mit klassischen Abscheidungs- und Ätztechniken, wie sie in der Mikroelektronik benutzt werden, erfolgt, kann auf anderen Ebenen als denen erfolgen, auf denen die Muster 2 sich befinden. Die Komponenten und die Leitungen können sich also in der isolierenden Oberfläche (Substrat) oder auf dieser isolierenden Oberfläche befinden.The implementation of the two components 44 and 45 and the addressing lines 1, 2, which is carried out using classical deposition and etching techniques as used in microelectronics, can take place on levels other than those on which the patterns 2 are located. The components and the lines can therefore be located in the insulating surface (substrate) or on this insulating surface.
Im Falle einer dreidimensionalen Herstellung befinden sich die beiden Gitter übereinander.In the case of three-dimensional production, the two grids are located one above the other.
Das Schema der Figur 3 zeigt eine mögliche Konfiguration für die erfindungsgemäße Vorrichtung. In dieser Figur wurde durch eine Kontinuität der Muster das Schließen der Spalte zwischen den Grundmustern symbolisiert.The diagram in Figure 3 shows a possible configuration for the device according to the invention. In this figure, the closing of the gap between the basic patterns was symbolized by a continuity of the patterns.
Die Spalte, deren Schalter geschlossen wurden, erscheinen folglich nichtmehr in diesem Schema, wobei die Schalter, die die Kopplung zwischen den Grundmustern bewirken, auch nicht dargestellt wurden.The columns whose switches were closed no longer appear in this diagram, and the switches that cause the coupling between the basic patterns were not shown either.
Die Figur 4 zeigt eine andere mögliche Konfiguration, bei der das Gitter an seinem Rand unabhängige Grundmuster umfaßt. Das Innere des Gitters bildet eine Masche von rechteckiger Form. Diese Konfiguration kann dazu dienen, eine HF-Sende-Empfangsantenne zu bilden. Dazu umfaßt das Gitter außerdem, wie auch zu sehen in der Schnittdarstellung unter dem Gitter, HF- Versorgungseinrichtungen 6 der abstrahlenden Elemente. Man sieht in dieser Schnittdarstellung abstrahlende Elemente 2 an der Oberfläche des dielektrischen Substrats 10. Die Versorgung der abstrahlenden Elemente 2 erfolgt durch die leitenden Spalten 6, die das Substrat durchqueren.Figure 4 shows another possible configuration, in which the grid comprises independent basic patterns at its edge. The interior of the grid forms a rectangular mesh. This configuration can be used to form an RF transmit-receive antenna. For this purpose, the grid also comprises, as can be seen in the sectional view below the grid, RF supply devices 6 for the radiating elements. In this sectional view, radiating elements 2 can be seen on the surface of the dielectric substrate 10. The supply of the radiating elements 2 takes place through the conductive gaps 6 that cross the substrate.
Das Substrat umfaßt dazu, z.B. auf seiner Unterseite, auch eine leitende Struktur 7, die eine elektrische Masse für diese Vorrichtung bildet.For this purpose, the substrate also comprises, e.g. on its underside, a conductive structure 7 which forms an electrical ground for this device.
Die Vorrichtung, so wie beschrieben mit Bezug auf die Figur 4, kann eine Konfiguration, um als Antenne zu arbeiten, nur während der Zeit haben, die für die Sende-Empfangs-Funktion unbedingt nötig ist, was die Oberflächenreflektivität nur während sehr kurzer Zeiten modifiziert. Außerhalb dieser Sende-Empfangs- Perioden bleibt die Vorrichtung eine einstellbare bzw. abstimmbare frequenzselektive Oberfläche.The device as described with reference to Figure 4 may be configured to operate as an antenna only during the time strictly necessary for the transmit-receive function, modifying the surface reflectivity only during very short times. Outside of these transmit-receive periods, the device remains a tunable frequency selective surface.
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