利用极化合流超表面实现电磁波的源控波束调控的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用极化合流超表面实现电磁波的源控波束调控的方法。该方法通过设计具有行零Jones矩阵的超表面，实现两个正交波束电磁波的能量合成，进而实现在不同馈源的情况下对超表面出射波的波束指向调控。相比于传统转极化器设计，该方法实现的超表面具有各向异性的转极化特点，即其中一个入射极化的能量进行转极化，而其正交入射极化沿原极化方向出射；相比于传统通过调控各个单元进行波束调控的超表面扫描机制，该方法利用馈源即可实现对辐射波束的控制，从而极大的降低超表面的衰减，缩减超表面的成本和设计难度。本发明专利技术所采用的各向异性手性超表面单元结构，可以实现行零Jones矩阵的设计，同时其对称操作可实现转极化分量1Bt相位的调控，进而实现对电磁波的源控波束扫描。源控波束扫描。源控波束扫描。

【技术实现步骤摘要】
利用极化合流超表面实现电磁波的源控波束调控的方法


[0001]本专利技术涉及天线(H05B6/72)领域、复合透镜(G02B3/00)，具体是利用极化合流超表面实现电磁波的源控波束调控的方法。

技术介绍

[0002]超表面是近年来兴起的新型技术，它作为超构材料的二维形式在电磁学、光学、声学、热力学等诸多科学领域发挥着越来越重要的作用，成为这些领域的研究热点。传统超表面的基本思路是通过调整超表面上各个单元的结构来实现，这也导致了超表面最严重的弊端：相位设计控制复杂、相位调控器件引发超表面损耗大。这类问题严重制约了超表面的发展。在另一类超表面设计方法中，可利用各向异性超表面实现正交极化独立调控，它虽然可以在不同入射波状态下实现各自独立的波束控制，但其出射波的极化同样正交，不能同时工作，并且该方法的波束调控仅能实现单一两个状态的切换，不能满足一般性波束调控需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术为了解决现有技术的问题，提供了一种利用极化合流超表面实现电磁波的源控波束调控的方法，克服了传统超表面设计中通过设计单元结构来调控波束引起的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极化合流超表面结构，其特征在于：包括前向透射波调控超表面结构和后向反射波调控超表面结构，前者由多类前向透射波调控超表面单元周期性排列而成，后者由多类后向反射波调控超表面单元周期性排列而成。2.根据权利要求1所述的极化合流超表面结构，其特征在于：所述前向透射波调控超表面单元，其Jones矩阵中的一行数值为0，结构上同时具有各向异性和手性特征。3.根据权利要求1、2所述的极化合流超表面结构，其特征在于：所述前向透射波调控超表面单元结构，为双层金属微带形式，其上层金属由中心矩形和其角处的两个旋转对称枝节组成，在单元两侧加设调控透射率的矩形金属结构；其下层金属为开设有交叉十字缝隙的金属背板，十字缝隙与上层结构的中心重合，形成与上层金属结构的电磁耦合。4.根据权利要求1、2、3所述的极化合流超表面结构，其特征在于：所述前向透射波调控超表面的单元结构，通过单元镜像对称或引入相控结构实现其Jones矩阵非零行元素的幅相控制，从而获得所需的多类具有不同相位响应的行零超表面单元结构。5.根据权利要求1所述的极化合流超表面结构，其特征在于：所述前向透射波调控超表面由多类前向透射波调控超表面单元周期性排列而成，排列根据出射波波束及入射波极化状态确定。6.根据权利要求1所述的极化合流超表面结构，其特征在于：所述后向反射波调控超表面单元，其Jones矩阵为对角矩阵，结构上具有各向异性的特征。7.根据权利要求1、6所述的极化合流超表面结构，其特征在于：所述后向反射波调控超表面的单元结构，为双层金属微带形式，其上层金属为与前向超表面共用的开设交叉十字缝隙的金属背板，其下层为各向异性四矩形金属条结构。8.根据权利要求1、6、7所述的极化合流超表面结构，其特征在于：所述后向反射波调控超表面的单元，通过调整金属条的几何参数，获得所需的多类后向反射波调控超表面单元。9.根据权利要求1、8所述的极化合流超表面结构，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志伟，曹海林，刘润，龚鹤凌，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：