一种不可展曲面超表面器件制造技术

本发明专利技术涉及电磁技术领域，具体公开了一种不可展曲面超表面器件，包括：球面体结构以及形成在所述球面体结构上的超表面极化转换器，所述超表面极化转换器包括多个按照相位调控规则排布到所述球面体结构的相位调控超表面单元，其中，所述相位调控规则包括相位调控超表面单元的调控相位与该相位调控超表面单元所在位置之间的关系。本发明专利技术提供的不可展曲面超表面器件，不仅能够使得该不可展曲面超表面器件具有虚拟赋形成平坦地面隐身的效果，还能够提升宽带极化转换效能。够提升宽带极化转换效能。够提升宽带极化转换效能。

【技术实现步骤摘要】
一种不可展曲面超表面器件


[0001]本专利技术涉及电磁
，尤其涉及一种不可展曲面超表面器件。

技术介绍

[0002]超表面是一种超材料的二维等效结构，能够对电磁波的传播模式、极化、波前振幅和相位等进行有效调控，易于制备和普及。近年来，基于平面结构或柱形、菱形等可展曲面的相位调控研究发展迅速，复杂不可展曲面的共形隐身等需求更广泛，但复杂不可展曲面超表面尚未有研究。不可展曲面超表面设计的主要难点在于其导电结构是非周期的，而整个曲面是有限尺寸，故平面超表面设计中常用的无限大周期结构假设不再成立，而不可展特性也使得不能用平面设计好的导电结构简单包覆到曲面上。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种不可展曲面超表面器件，解决相关技术中存在的针对不可展曲面无法实现隐身等问题。
[0004]作为本专利技术的一个方面，提供一种不可展曲面超表面器件，其中，包括：球面体结构以及形成在所述球面体结构上的超表面极化转换器，所述超表面极化转换器包括多个按照相位调控规则排布到所述球面体结构的相位调控超表面单元，其中，所述相位调控规则包括相位调控超表面单元的调控相位与该相位调控超表面单元所在位置之间的关系。
[0005]进一步地，所述相位调控超表面单元的调控相位与该相位调控超表面单元的位置之间的关系为：
[0006][0007]其中，α
i
表示第i个相位调控超表面单元的调控相位，α0表示相位调控超表面单元的的初始相位，f0表示相位调控频率点，R表示所述球面体结构的半径，p表示所述相位调控超表面单元的边长，c表示光速，且c＝3
×
108m/s，x
i
表示第i个相位调控超表面单元所在位置。
[0008]进一步地，每个所述相位调控超表面单元均包括位于所述球面体结构上的导电背板层，以及依次位于所述导电背板层上的中间介电层和导电结构层。
[0009]进一步地，所述导电背板层的制作材料包括氧化铟锡，所述中间介电层的制作材料包括玻璃，所述导电结构层的制作材料包括银。
[0010]进一步地，所述导电结构层包括第一双圆环和第二双圆环，所述第一双圆环和所述第二双圆环关于所述相位调控超表面单元的对角线对称围成非封闭式圆环，所述非封闭式圆环内设置直线导线和矩形框导线，所述直线导线的两端分别连接所述第一双圆环和所述第二双圆环，且所述直线导线穿过所述矩形框导线设置，并在穿过所述矩形框导线后将所述矩形框导线平分成两个新的矩形框导线。
[0011]进一步地，所述直线导线设置在所述相位调控超表面单元的对角线上。
[0012]进一步地，所述第一双圆环包括第一内环线和第一外环线，所述第二双圆环包括第二内环线和第二外环线，所述第一内环线和所述第二内环线对称围成非封闭式内圆环，所述第一外环线和所述第二外环线对称围成非封闭式外圆环，所述第一内环线和所述第二内环线之间间隔第一距离，所述第一外环线和所述第二外环线之间间隔第二距离，所述第二距离大于所述第一距离，所述直线导线的两端分别连接所述第一内环线和所述第二内环线，所述第一内环线和所述第二内环线均具有第一圆弧角度，所述第一外环线和所述第二外环线均具有第二圆弧角度，所述第一圆弧角度和所述第二圆弧角度成线性关系，所述第一圆弧角度和所述第二圆弧角度的变化均能影响所述相位调控超表面单元的调控相位。
[0013]进一步地，所述第一圆弧角度与所述第二圆弧角度之间的关系为：
[0014]t2＝0.63*t1+11.7，
[0015]其中，t2表示第二圆弧角度，t1表示第一圆弧角度。
[0016]进一步地，所述导电结构层的形状包括非闭合双圆环结构和/或“中”字型结构。
[0017]进一步地，每个所述相位调控超表面单元均通过垂直映射方式映射到所述球面体结构上。
[0018]在本专利技术中，通过在球面体结构上排布多个相位调控超表面单元，且这些相位调控超表面单元均是按照相位调控规则进行排布，由于这些相位调控超表面单元均能够按照相位调控规则进行排布，即能够按照实现隐身的相位进行排布，因而不仅能够使得该不可展曲面超表面器件具有虚拟赋形成平坦地面隐身的效果，还能够提升宽带极化转换效能。
附图说明
[0019]附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。
[0020]图1为本专利技术提供的不可展曲面超表面器件的俯视图。
[0021]图2为本专利技术提供的不可展曲面超表面器件的立体图。
[0022]图3为本专利技术提供的相位调控原理示意图。
[0023]图4为本专利技术提供的超表面相位调控单元排布示意图。
[0024]图5为本专利技术提供的表面导电结构立体图。
[0025]图6为本专利技术提供的表面导电结构的俯视图。
[0026]图7为本专利技术提供的有相位调控超表面覆盖的球面、PEC球面和PEC平面三种结构的反射电场相位分布对比图。
[0027]图8为本专利技术提供的有相位调控超表面覆盖的球面的双站RCS的共极化和交叉极化分量与PEC球面和PEC平面的共极化分量的对比图。
[0028]图9为本专利技术提供的有相位调控超表面覆盖的球面的单站RCS的交叉极化分量和共极化分量对比图。
[0029]图10为本专利技术提供的有相位调控超表面覆盖的球面的极化转换率。
具体实施方式
[0030]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0031]为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0032]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0033]在本实施例中提供了一种不可展曲面超表面器件，图1是根据本专利技术实施例提供的不可展曲面超表面器件的俯视图，图2为根据本专利技术实施例提供的不可展曲面超表面器件的立体图，如图1和图2所示，包括：球面体结构100以及形成在所述球面体结构100上的超表面极化转换器200，所述超表面极化转换器200包括多个按照相位调控规则排布到所述球面体结构100的相位调控超表面单元210，其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不可展曲面超表面器件，其特征在于，包括：球面体结构以及形成在所述球面体结构上的超表面极化转换器，所述超表面极化转换器包括多个按照相位调控规则排布到所述球面体结构的相位调控超表面单元，其中，所述相位调控规则包括相位调控超表面单元的调控相位与该相位调控超表面单元所在位置之间的关系。2.根据权利要求1所述的不可展曲面超表面器件，其特征在于，所述相位调控超表面单元的调控相位与该相位调控超表面单元的位置之间的关系为：其中，α
i
表示第i个相位调控超表面单元的调控相位，α0表示相位调控超表面单元的的初始相位，f0表示相位调控频率点，R表示所述球面体结构的半径，p表示所述相位调控超表面单元的边长，c表示光速，且c＝3
×
108m/s，x
i
表示第i个相位调控超表面单元所在位置。3.根据权利要求1所述的不可展曲面超表面器件，其特征在于，每个所述相位调控超表面单元均包括位于所述球面体结构上的导电背板层，以及依次位于所述导电背板层上的中间介电层和导电结构层。4.根据权利要求3所述的不可展曲面超表面器件，其特征在于，所述导电背板层的制作材料包括氧化铟锡，所述中间介电层的制作材料包括玻璃，所述导电结构层的制作材料包括银。5.根据权利要求3所述的不可展曲面超表面器件，其特征在于，所述导电结构层包括第一双圆环和第二双圆环，所述第一双圆环和所述第二双圆环关于所述相位调控超表面单元的对角线对称围成非封闭式圆环，所述非封闭式圆环内设置直线导线和矩形框导线，所述直线导线的两端分别连接所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾文华，封春节，岳玉涛，顾炎飚，
申请(专利权)人：江苏集萃深度感知技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：