[發明專利]寬頻梯度相位設計方法及超材料

有效

• 申請號: 202010411767.9
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111555034B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 張澎;劉若鵬;周添;趙治亞;李君哲;宮禹;王今金;葉金財
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司沈陽飛機設計研究所;深圳光啟尖端技術有限責任公司;深圳光啟高端裝備技術研發有限公司
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種寬頻梯度相位設計方法，應用于超材料，所述超材料包括介質基板以及在介質基板上排列成陣列的多個第一人造微結構；所述介質基板分成多個晶格，所述第一人造微結構置于所述晶格中，每個所述晶格的尺寸不變；所述多個第一人造微結構的每一者都包括第一外框圖案和嵌套在所述第一外框圖案內部的至少一個內框圖案，所述至少一個內框圖案與第一外框圖案的形狀相同；所述超材料還包括在介質基板上排列成陣列的多個第二人造微結構，所述第二人造微結構置于所述晶格中；所述多個第二人造微結構的每一者由第二外框圖案組成，所述多個第二人造微結構的多個第二外框圖案由導電線條或鏤空線槽構成；其特征在于，所述寬頻梯度相位設計方法包括：

使所述多個第一人造微結構的多個第一外框圖案的寬度和高度逐漸變化、且形狀彼此相同；以及

使所述多個第一人造微結構的多個所述至少一個內框圖案的寬度和高度逐漸變化、且形狀彼此相同，以獲得所述超材料對電磁波的相位梯度響應；

所述寬頻梯度相位設計方法還包括：使所述多個第二人造微結構的多個第二外框圖案的形狀彼此相同、導電線條或鏤空線槽的寬度彼此相同、且外輪廓尺寸逐漸變化。

2.根據權利要求1所述的寬頻梯度相位設計方法，其特征在于，所述多個第一人造微結構的圖案由導電線條或鏤空線槽構成，所述寬頻梯度相位設計方法還包括：

使所述多個第一人造微結構的多個第一外框圖案的導電線條或鏤空線槽的寬度相同；以及

使所述多個第一人造微結構的多個所述至少一個內框圖案的導電線條或鏤空線槽的寬度相同。

3.根據權利要求1所述的寬頻梯度相位設計方法，其特征在于，所述多個第一人造微結構的圖案由導電線條或鏤空線槽構成，所述寬頻梯度相位設計方法還包括：

使所述多個第一人造微結構的多個第一外框圖案的導電線條或鏤空線槽的寬度逐漸變化；以及

使所述多個第一人造微結構的多個所述至少一個內框圖案的導電線條或鏤空線槽的寬度逐漸變化。

4.根據權利要求3所述的寬頻梯度相位設計方法，其特征在于，所述超材料還包括在介質基板上排列成陣列的多個第二人造微結構，所述第二人造微結構置于所述晶格中；所述多個第二人造微結構的每一者由第二外框圖案組成，所述多個第二人造微結構的多個第二外框圖案由導電線條或鏤空線槽構成；所述寬頻梯度相位設計方法還包括：

使所述多個第二人造微結構的多個第二外框圖案的形狀彼此相同、導電線條或鏤空線槽的寬度逐漸變化、且外輪廓尺寸逐漸變化。

5.根據權利要求1或4所述的寬頻梯度相位設計方法，其特征在于，還包括：通過設置所述第一外框圖案的導電線條或鏤空線槽的寬度、所述第一外框圖案的寬度和高度、所述內框圖案的外輪廓尺寸、所述內框圖案的導電線條或鏤空線槽的寬度、所述內框圖案的數量、所述第二外框圖案的導電線條或鏤空線槽的寬度、所述第二外框圖案的外輪廓尺寸中的至少一個結構參數，使得所述超材料對電磁波具有連續變化的相位梯度響應。

6.一種超材料，其特征在于，包括：

介質基板；以及

在介質基板上排列成陣列的多個第一人造微結構；所述介質基板分成多個晶格，所述第一人造微結構置于所述晶格中，每個所述晶格的尺寸不變；

其中，所述多個第一人造微結構的每一者都包括第一外框圖案和嵌套在所述第一外框圖案內部的至少一個內框圖案，所述至少一個內框圖案與第一外框圖案的形狀相同；所述多個第一人造微結構的多個第一外框圖案的寬度和高度逐漸變化、且形狀彼此相同，并且所述多個第一人造微結構的多個所述至少一個內框圖案的寬度和高度逐漸變化、且形狀彼此相同，以獲得所述超材料對電磁波的相位梯度響應；

所述超材料還包括：在介質基板上排列成陣列的多個第二人造微結構，所述第二人造微結構置于所述晶格中；所述多個第二人造微結構的每一者由第二外框圖案組成，所述多個第二人造微結構的多個第二外框圖案由導電線條或鏤空線槽構成；所述多個第二人造微結構的多個第二外框圖案的形狀彼此相同、導電線條或鏤空線槽的寬度彼此相同、且外輪廓尺寸逐漸變化。