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1. WO2014158107 - PHASE SHIFTING METHOD FOR RECONFIGURABLE TRANSMITARRAYS AND REFLECTARRAYS AND A UNIT ELEMENT THEREOF

Publication Number WO/2014/158107
Publication Date 02.10.2014
International Application No. PCT/TR2013/000103
International Filing Date 29.03.2013
Chapter 2 Demand Filed 28.01.2015
IPC
H01Q 1/36 2006.01
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
1Details of, or arrangements associated with, antennas
36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella
H01Q 3/46 2006.01
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
3Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
44varying the electric or magnetic characteristics of reflecting, refracting, or diffracting devices associated with the radiating element
46Active lenses or reflecting arrays
H01Q 13/10 2006.01
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
13Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
10Resonant slot antennas
CPC
H01Q 1/364
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
1Details of, or arrangements associated with, antennas
36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; ; Particular materials used therewith
364using a particular conducting material, e.g. superconductor
H01Q 13/106
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
13Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
10Resonant slot antennas
106Microstrip slot antennas
H01Q 3/46
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
3Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
44varying the electric or magnetic characteristics of reflecting, refracting, or diffracting devices associated with the radiating element
46Active lenses or reflecting arrays
Applicants
  • KULAH, Haluk [TR]/[TR]
  • AYDIN CIVI, Ozlem [TR]/[TR]
  • TOPALLI, Kagan [TR]/[TR]
Inventors
  • KULAH, Haluk
  • AYDIN CIVI, Ozlem
  • TOPALLI, Kagan
  • ERDIL, Emre
  • ZORLU, Ozge
  • YILDIRIM, Ender
Agents
  • YALCINER, Ugur G.
Priority Data
Publication Language English (EN)
Filing Language English (EN)
Designated States
Title
(EN) PHASE SHIFTING METHOD FOR RECONFIGURABLE TRANSMITARRAYS AND REFLECTARRAYS AND A UNIT ELEMENT THEREOF
(FR) PROCÉDÉ DE DÉCALAGE DE PHASE POUR MATRICES ÉMETTRICES ET MATRICES RÉFLECTRICES RECONFIGURABLES ET ÉLÉMENT UNITAIRE ASSOCIÉ
Abstract
(EN)
The invention presents a microfluidic approach for realizing reconfigurable transmitarrays and reflectarrays by using the element rotation method. The element rotation method is applicable to the circularly polarized radiating structures and used for adjusting the phase at the unit cells of the transmitarrays and reflectarrays. The basic structure of the transmitarray and reflectarray unit cell is a split ring or split ring slot which is integrated with microfluidic channels and microfluidic channel feed lines that constitute the unit element. A conductive fluid forming the split of the slot or the ring itself is injected into the channels and its position is dynamically controlled realizing the element rotation. The element rotation provides a phase shift proportional to the rotation angle for an element excited by a circularly polarized incident electromagnetic wave. By controlling the amount of shift for each unit cell in the array a planar phasefront is achieved on the transmitting side. The beam of the transmitarray and reflectarray can be steered to a predefined angle by changing the location of the conductive fluid for each element through a microfluidic feed network. The microfluidic feed network consists of: microfluidic channel feed lines, micropumps connected to the ends of these channels for adjusting the position of the liquid metal along the channel, and a controller adjusting the operation of each micropump. The major advantages of such transmitarray and reflectarray unit cells are the 0°-360° continuous phase shifting capability without increasing the size of the unit cell, its scalability to different frequency bands for various applications, and use of passive and linear materials allowing the use of the invention for high power microwave applications.
(FR)
L'invention porte sur une approche microfluidique permettant de réaliser des matrices émettrices et des matrices réflectrices reconfigurables au moyen du procédé de rotation d'élément. Le procédé de rotation d'élément est applicable aux structures rayonnantes polarisées circulaires et permet de régler la phase au niveau des cellules unitaires des matrices émettrices et des matrices réflectrices. La structure de base de la cellule unitaire de matrice émettrice et de matrice réflectrice est un anneau fendu ou une encoche d'anneau fendu dans laquelle sont intégrés des canaux microfluidiques et des lignes d'alimentation de canaux microfluidiques qui constituent l'élément unitaire. Un fluide conducteur formant la fente de l'encoche ou l'anneau lui-même est injecté dans les canaux et sa position est commandée dynamiquement, réalisant la rotation d'élément. La rotation d'élément produit un décalage de phase proportionnel à l'angle de rotation pour un élément excité par une onde électromagnétique incidente polarisée circulaire. En commandant l'amplitude du décalage pour chaque cellule unitaire dans la matrice, un front de phase planaire est atteint du côté émetteur. Le faisceau de la matrice émettrice et de la matrice réflectrice peut être orienté à un angle prédéfini en modifiant l'emplacement du fluide conducteur pour chaque élément à travers un réseau d'alimentation microfluidique. Le réseau d'alimentation microfluidique est constitué de : lignes d'alimentation de canaux microfluidiques, de micropompes reliées aux extrémités de ces canaux pour régler la position du métal liquide le long du canal, et un système de commande réglant le fonctionnement de chaque micropompe. Les principaux avantages de telles cellules unitaires de matrices émettrices et de matrices réflectrices sont une capacité de décalage de phase continu entre 0° et 360° sans accroître la taille de la cellule unitaire, sa capacité d'échelonnage à des bandes de fréquence différentes pour diverses applications, et l'usage de matériaux passifs et linéaires permettant l'usage de l'invention pour des applications à micro-ondes à haute puissance.
Also published as
TR2015/11895
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