一种极化和散射方向图联合调控的时空编码电磁超表面制造技术

本发明专利技术涉及一种极化和散射方向图联合调控的时空编码电磁超表面，由各向异性基本单元在二维平面内周期延拓而成，旨在动态生成任意极化多波束。通过沿超表面单元水平、垂直方向分别加载一对开关二极管，可使超表面在一对正交极化电磁波入射下分别独立支持动态1比特相位调控。通过为每个单元独立加载两组随时间呈周期性变化的电压控制信号，不仅可使超表面实现任意等效反射系数，从而模仿生成目标散射方向图所需的各向异性参数，而且可重新分配频谱能量，从而将工作频率由基波拓展至谐波。本发明专利技术可在线极化入射波下，生成多个极化、偏折角可任意动态调控的波束，同时具备集成度高和理论基础完备等优点，在保密通信、立体成像等领域有重要应用前景。域有重要应用前景。域有重要应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种极化和散射方向图联合调控的时空编码电磁超表面


[0001]本专利技术属于人工电磁材料领域，具体涉及一种极化和散射方向图联合调控的时空编码电磁超表面。

技术介绍

[0002]超表面为一种平面人工电磁材料，通常由大量基本单元组成。通过在分界面处引入不连续的场分布，超表面可实现负折射、完美成像等天然材料难以实现的电磁功能。为了使同一超表面具备适用不同应用场景的电磁功能，研究人员提出了在结构内嵌入如开关二极管、变容管等可重构器件的设计方法。通过调整可重构器件的工作状态，可使得超表面呈现不同的电磁特性。
[0003]目前大部分具备极化调控能力的可重构超表面，均局限于线极化和圆极化等特殊极化之间的相互转换，未能充分利用全部的极化资源。同时，大多数具备散射方向图调控能力的可重构超表面局限于生成相同极化的多个波束，未能提供额外的信息，从而限制了超表面的信息容量。
[0004]因此，为了提升超表面的信息容量、利用全部的极化资源，亟需探索一种可实现极化和散射方向图调控的可重构超表面解决方案，同时具备动态调节电磁波束数目、偏折角角度和极化分量的多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极化和散射方向图联合调控的时空编码电磁超表面，其特征在于，由基本单元在二维平面内周期延拓而成；基本单元结构包括由上至下的第一金属贴片层、第一介质层、第二金属贴片层、第二介质层和第三金属贴片层；所述第一金属贴片层由中间一块方形金属贴片和周围四块凸起端靠近所述方形金属贴片的“T”型金属贴片构成，四个开关二极管分别加载于方形金属贴片和四块“T”型金属贴片之间；所述第二金属贴片层通过金属过孔与第一金属贴片层中的方形金属贴片相连；所述第三金属贴片层通过金属过孔与第一金属贴片层中的“T”型金属贴片相连，第二、三金属贴片层分别与外部电路系统负极和正极相连；第三金属贴片层中与外部电路系统输出端口相连的金属线上连接有电感。2.根据权利要求1所述的极化和散射方向图联合调控的时空编码电磁超表面，其特征在于，第一金属贴片层呈中心对称，连接第一、第二金属贴片层的金属过孔位于单元中心位置。3.根据权利要求1所述的极化和散射方向图联合调控的时空编码电磁超表面，其特征在于，第二金属贴片层为由挖去四块圆形区域的方形金属贴片构成，所挖去圆形区域圆心位置与连接第一、第三金属贴片层的金属过孔圆心位置保持一致，且圆形区域半径大于金属过孔半径，从而将第二金属贴片层与第一、第三金属贴片层相隔离。4.根据权利要求3所述的极化和散射方向图联合调控的时空编码电磁超表面，其特征在于，构成第二金属贴片层的方形金属贴片与基本单元尺寸保持一致。5.根据权利要求1所述的极化和散射方向图联合调控的时空编码电磁超表面，其特征在于，第三金属贴片层由四块方形金属贴片和四条金属线构成，其中与电感相...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯一军，胡琪，陈克，姜田，赵俊明，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：