【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及人工电磁的，特别是涉及一种动量空间可调的人工电磁超构表面。
技术介绍
1、在电磁波传播方向，仅由一层或几层周期或非周期排列的单元结构构成的一类异向介质，称为电磁超构表面。作为三维异向介质的二维等效表现形式，超构表面是一种由亚波长谐振单元在平面内周期排列的人工电磁结构，其不仅保留了三维异向介质的奇异电磁特性，且厚度远远小于工作波长，可以克服三维异向介质体积大、加工困难以及高损耗的问题。目前为止，电磁超构表面已经能够实现在设定频段内调节控制反射/透射电磁波的幅度、相位、极化，并由此研制出各种新颖无源的平面型功能电磁器件。
2、然而当超构表面被设计制作成型后，其在设计频段内的电磁响应特性不可改变，不具有工作频率可调谐性、功能可重构性。为了进一步满足复杂环境对电磁特性的需求，近年来科学家对可重构超构表面的研究产生了极大兴趣，相关理论研究、合成机理、设计方法等逐渐成为学术界、工业界的热点和难点。一般而言，超构表面的电磁响应特性可由单元结构的尺寸、形状及组成材料等决定，因此可以通过电、磁、光、机械等方式实现对超构表面电磁响应特性的实时动态调控。
3、另一方面，随着超构表面的不断发展，双曲超构表面成为电磁超构表面的一个重要研究分支。按照理论分析，双曲超构表面在面内的色散曲线是没有边界的，意味着这类超构表面能够支持面内波矢远大于自由空间波矢的电磁波的传播，这正是双曲超构表面能够广泛应用于电磁成像、电磁聚焦、电磁传感和电磁吸波等方面的根本原因。目前科学家已经设计实现了一系列具有双曲色散的电磁超构表面。然而，与
4、目前关于双曲超构表面调控的研究仍相对较少，尤其是基于机械方式的可调谐双曲超构表面。在实际应用中，双曲超构表面所面向的应用场景或许是曲面物体的电磁成像或聚焦、或许是动态场景的电磁传感和吸波，因此双曲超构表面需要满足不同应用场景对形变的要求。由于形变会改变双曲超构表面的结构，不利于其动量空间的调控，因此如何得到物理空间(形变)与动量空间(色散)的对应关系，并利用物理空间有效调控动量空间，成为双曲超构表面面向实际应用过程中一个亟需解决的问题。解决这一问题对于双曲超构表面在动态场景应用中的进一步发展具有重要意义。
5、专利号为cn116191036a的专利技术专利《基于人工表面等离激元超表面的电磁吸波结构》公开了一种基于人工表面等离激元超表面的电磁吸波结构，适用于封装芯片的emi辐射抑制。该结构能在超宽的频带内有效吸收电磁辐射，且具有极化不敏感，角度稳定性高，结构简单，易于设计，使用范围广，不受噪声源限制等优点。
6、专利号为cn114628910a的专利技术专利《基于超表面的近场表面波到远场复杂波前传输波耦合器》公开了一种基于几何相位超表面的近场表面波远场复杂波前耦合器。该耦合器由几何相位超表面和表面波本征区域拼接组成，超表面区域由具有二重旋转对称人工超构单元组成，通过设计其几何尺寸和旋转其方位角度，实现理论设计的辐射振幅和辐射相位分布，解决了传统耦合器在远场辐射调控中存在的非亚波长调控、多模式、效率低等难题。
7、专利号为cn116345172a的专利技术专利《一种基于超表面的近场表面波面内波前调控器件》公开了一种基于超表面的近场表面波面内波前调控器件。该调控器件由几何相位超表面和表面波本征区域拼接组成，当表面波从本征区域传输至超表面区域时，不同位置处的人工微结构作为次波源在近场面内重新构建出具有任意复杂波前分布的表面波，解决了传统器件在近场面内传输调控中存在的大体积、非亚波长、多模式、效率低等难题。
8、专利号为cn113922094a的专利技术专利《一种基于人工表面等离激元的完美散射缩减超材料》提出了一种基于人工表面等离激元的完美散射缩减编码超材料，通过调节金属条的数目和尺寸可以调控结构的色散特性和损耗特性，最终影响反射波的幅度和相位，该种调节方法能够使得反射波在较宽带内相位保持不变。该方案充分利用了三维空间，具有结构简单、加工容易、质量轻的特点。
9、但是上述专利中电磁材料的结构一旦确定后，只能实现固定功能，想要调整其电磁特性只能重新设计，或加入额外的调控手段，例如外加二极管或电流源等方式，使得整体变得复杂，不利于电磁器件的系统化和集成设计。
技术实现思路
1、通过结合剪纸技术与超构表面设计，实现了无外界电磁介入情况下对超构表面电磁特性的调控，实现了通过物理空间的变化来调控动量空间变化，进而提供一种动量空间可调的人工电磁超构表面。
2、本专利技术解决技术问题所采用的技术方案为：一种动量空间可调的人工电磁超构表面，包括一矩形衬底，所述矩形衬底上设有若干行x轴方向的横向离断缝和若干列y轴方向的竖向离断缝；
3、同行的所述横向离断缝之间间隔第一距离等距分布，相邻行的所述横向离断缝相错分布；
4、同列的所述竖向离断缝之间间隔第二距离等距分布，相邻列的所述竖向离断缝相错分布；
5、所述竖向离断缝从所述第一距离穿过，所述横向离断缝从所述第二距离穿过，以使所述横向离断缝和竖向离断缝将所述矩形衬底分割成若干个等大的正方形单元衬底，每一正方形单元衬底的四个角与周边相邻正方形单元衬底的角相连；
6、每一所述正方形单元衬底的上表面的正中央设有金属谐振涂层；所述正方形单元衬底及其上的金属谐振涂层构成单元结构；
7、在工作频率下，各所述单元结构绕角连接点同角度旋转，人工电磁超构表面从双曲色散到椭圆色散转换；
8、当所述横向离断缝和竖向离断缝垂直，所述单元结构处于初始状态时，人工电磁超构表面的x轴方向的介电常数和y轴方向的介电常数呈一正一负，色散曲线呈双曲线形态；
9、当所述单元结构旋转第一角度，人工电磁超构表面的x轴方向的介电常数和y轴方向的介电常数中任一一个接近0，色散曲线呈近似平行线形态；
10、当所述单元结构旋转第二角度，人工电磁超构表面的x轴方向的介电常数和y轴方向的介电常数都为正数，色散曲线呈椭圆形态。
11、本专利技术解决技术问题所采用的优选的技术方案为：所述矩形衬底及正方形单元衬底为聚氯乙烯或聚酯；所述金属谐振涂层为铜金属涂层。
12、本专利技术解决技术问题所采用的优选的技术方案为：所述金属谐振涂层呈“c”字型圆型开口谐振环，所述“c”字型圆型开口谐振环各处等厚；
13、所述单元结构处于初始状态时，所述“c”字型圆型开口谐振环的开口正对x轴方向；
14、同行相邻“c”字型圆型开口谐振环的环缺口相对或相背，同列相邻“c”字型圆型开口谐振环的环缺口方向一致；
15、所述正方形单元衬底的边长为p,所述“c”字型圆型开口谐振环外径r满足条件：所述“c”字型圆型开口谐振环内径r满足条件:所述“c”字型圆型开口谐振环开口宽度f满足：
16、本专利技术解决技术问本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种动量空间可调的人工电磁超构表面，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种动量空间可调的人工电磁超构表面，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种动量空间可调的人工电磁超构表面，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种动量空间可调的人工电磁超构表面，其特征在于：
5.根据权利要求3所述的一种动量空间可调的人工电磁超构表面，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的一种动量空间可调的人工电磁超构表面，其特征在于：
7.根据权利要求1所述一种动量空间可调的人工电磁超构表面，其特征在于：
8.根据权利要求1所述一种动量空间可调的人工电磁超构表面，其特征在于：
9.一种动量空间可调的人工电磁超构表面，其特征在于：
10.一种动量空间可调的人工电磁超构表面，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种动量空间可调的人工电磁超构表面，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种动量空间可调的人工电磁超构表面，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种动量空间可调的人工电磁超构表面，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种动量空间可调的人工电磁超构表面，其特征在于：
5.根据权利要求3所述的一种动量空间可调的人工电磁超构表面，其特征在...
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