[發(fā)明專利]空頻域梯度超材料及其設(shè)計(jì)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811421680.9
• 申請(qǐng)日: 2018-11-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109286078A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔鐵軍;吳浩天
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q15/00
• 分類號(hào): H01Q15/00
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 葉涓涓

1.一種空頻域梯度超材料的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，按具體功能要求，計(jì)算空頻域梯度超材料在工作頻段內(nèi)的表面相位梯度，并分別計(jì)算出其空間梯度與頻率梯度；

步驟2，確定一個(gè)參考單元并仿真得到其相位響應(yīng)曲線；

步驟3，將一維空間梯度與頻率梯度依次疊加至參考單元相位曲線得到一組滿足一維空頻域梯度要求的相位曲線族；

步驟4，根據(jù)所計(jì)算的相位梯度分布，仿真確定滿足其相位與幅度響應(yīng)的電磁單元，確定其具體結(jié)構(gòu)后按所需實(shí)現(xiàn)功能進(jìn)行排布，構(gòu)成空頻域梯度超材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空頻域梯度超材料的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在步驟3和步驟4之間，還包括如下步驟：

在得到一維空頻域梯度超材料單元相位曲線后，對(duì)每一條相位曲線依次疊加正交方向的空間梯度與頻率梯度，得到滿足二維空頻域梯度要求的相位曲線族。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空頻域梯度超材料的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在步驟3得到相位曲線組之后，還通過(guò)仿真得到與之對(duì)應(yīng)的一維空頻域超材料單元組。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的空頻域梯度超材料的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在方位角方向設(shè)計(jì)空間梯度與頻率。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空頻域梯度超材料的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，空頻域梯度超材料在工作頻段的表面梯度相位表示為：

Ψ(f)＝γ₀+γ₁(f-f₀)+γ₂(f-f₀)²+...+γ_n(f-f₀)ⁿ+γ_n+1(f')ⁿ⁺¹ (1)

(f₀≤f'≤f)；

其中f為電磁波頻率，Ψ為超材料表面梯度相位，γ_n為梯度相位隨頻率的n階變化率；

空間梯度定義為初始頻率時(shí)超材料表面的相位梯度，表示為：

頻率梯度相位定義為梯度隨頻率的導(dǎo)數(shù)，表示為：

空頻域梯度超材料表面的相位梯度用空間梯度與頻率梯度唯一表示為：

6.一種空頻域梯度超材料，其特征在于，電磁波的照射下生成隨頻率變化的均勻梯度相位。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空頻域梯度超材料，其特征在于，空頻域梯度超材料在平面正交方向擁有獨(dú)立的二維空間梯度與頻率梯度。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的空頻域梯度超材料，空頻域梯度超材料通過(guò)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的空頻域梯度超材料的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空頻域梯度超材料，空頻域梯度超材料包括若干超材料單元，所述超材料單元包括若干層間隔堆疊的金屬層和介質(zhì)層，相鄰的金屬層之間由介質(zhì)層隔開(kāi)，各介質(zhì)層具有不同厚度。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的空頻域梯度超材料，金屬層為方環(huán)形或方塊形。