[發明專利]基于超表面的雙圓極化三通道逆向反射器

有效

• 申請號: 201911424711.0
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111129782B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 丁旭旻;管春生;張狂;吳群
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00;H01Q15/24
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 于歌

基于超表面的雙圓極化三通道逆向反射器，涉及反射器領域。本發明是為了解決現有的的逆向反射器存在體積大、結構復雜的問題。相鄰的兩個U型金屬帶條的開口方向與多個反射型貼片單元的長度方向所成的夾角分別137°和43°，U型金屬帶條接收入射角度為60度、0度或?60度的圓極化平面波，該圓極化波通過介質基板入射至金屬地，還用于根據相鄰的兩個U型金屬帶條的開口方向與多個反射型貼片單元的長度方向所成的夾角來調節反射波的相位，使相鄰的兩個金屬地生成的反射波的相位差為180度；每個金屬地對圓極化波實現電磁波全反射，生成多個反射波；反射型貼片單元對多個反射波進行疊加，形成反射波反射回原入射方向。用于形成逆反射。

技術領域

本發明涉及反射器。屬于反射器領域。

背景技術

逆向反射器是一種能將電磁波反射回入射方向的裝置。無損和無源回復反射器在微波和光學頻率上都有許多實際應用，如遙感、目標跟蹤、雷達截面增強、動態光學標簽、自由空間通信、傳感器網絡等。反射鏡是最簡單的后向反射結構，但它只能在波垂直照射時提供強烈的后向反射。角反射器和龍伯透鏡被廣泛用于回復反射器設計。對于角反射器，入射波會被一些適當連接的金屬板反射兩到三次，從而產生反反射現象。對于龍伯透鏡，其結構多次散射，從而增強了反向反射波分量。顯然，這些器件體積龐大，不適合小型化和集成化。超表面是由亞波長散射體組成的人工設計的超薄二維超材料，它能夠操縱傳播波的相位、振幅和偏振度。由于其特殊的波前調控能力，人們基于超表面提出了許多應用，如光束偏轉、平面透鏡、軌道角動量發生器、隱身、全息圖等，這也使得亞表面成為超薄平面后向反射器的良好選擇。本設計基于超表面，提出了一種超薄的三通道逆向反射器，解決了傳統逆向反射器尺寸限制的難題，有著廣泛的應用前景。

發明內容

本發明是為了解決現有的的逆向反射器存在體積大、結構復雜的問題?，F提供基于超表面的雙圓極化三通道逆向反射器。

基于超表面的雙圓極化三通道逆向反射器，所述反射器包括多個反射型貼片單元1，

每個反射型貼片單元1包括U型金屬帶條1-1、介質基板1-2和金屬地1-3，

U型金屬帶條1-1、介質基板1-2和金屬地1-3從上至下依次層疊排布；

多個反射型貼片單元1沿著直線排列，相鄰的兩個U型金屬帶條1-1的開口方向與多個反射型貼片單元1的長度方向所成的夾角分別137°和43°，

U型金屬帶條1-1，用于接收入射角度為60度、0度或-60度的圓極化平面波，該圓極化波通過介質基板1-2入射至金屬地1-3，還用于根據相鄰的兩個U型金屬帶條1-1的開口方向與多個反射型貼片單元1的長度方向所成的夾角來調節反射波的相位，使相鄰的兩個金屬地生成的反射波的相位差為180度；

每個金屬地1-3，用于對圓極化波實現電磁波的全反射，生成多個反射波；

多個反射型貼片單元1，用于對多個反射波進行疊加，疊加后形成的反射波反射回原入射方向，從而實現逆向反射。

優選的，圓極化平面波包括右旋圓極化波或左旋圓極化波。

優選的，每個反射波的反射角度為：

式中，θ_r為每個反射型貼片單元上反射波與法線的夾角，k_mx為第m個反射波的衍射模的波數，k_mx＝k_in+m×k_g，kin為圓極化平面波的波數，p是周期的長度，k₀為空間波數。

優選的，反射波的波數M表示為：

式中，是取整符號。