[發(fā)明專利]一種用于電磁波調(diào)控的反射式超表面單元結(jié)構(gòu)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011553029.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114665276A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武超;李宏強(qiáng);李權(quán);趙松;張智輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q15/00
• 分類號(hào): H01Q15/00
• 代理公司: 北京天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11386
• 代理人: 龐許倩

1.一種用于電磁波調(diào)控的反射式超表面單元結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：沿電磁波正入射方向依次排列的矩形導(dǎo)體片、介質(zhì)層以及導(dǎo)體板，所述介質(zhì)層覆蓋所述導(dǎo)體板，所述矩形導(dǎo)體片和所述導(dǎo)體板為該電磁波頻段下對(duì)應(yīng)的完美電導(dǎo)體；

其中，所述矩形導(dǎo)體片、介質(zhì)層和導(dǎo)體板具有相同的幾何中心，且所述矩形導(dǎo)體片的長(zhǎng)軸與導(dǎo)體板的水平軸呈預(yù)定夾角，所述預(yù)定夾角為矩形導(dǎo)體片的方向角，所述方向角與該電磁波的幅度和相位相關(guān)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射式超表面單元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)體片的方向角與線極化入射電磁波轉(zhuǎn)極化反射系數(shù)的幅度滿足下述關(guān)系：

A₁＝A_1(45°)|sin(2θ₁)|，

其中，θ₁表示導(dǎo)體片的方向角，所述方向角的取值范圍為(-180°,180°]，A₁表示線極化入射電磁波轉(zhuǎn)極化反射系數(shù)的幅度，A_1(45°)表示導(dǎo)體片的方向角θ₁為45°時(shí)，線極化入射電磁波轉(zhuǎn)極化反射系數(shù)的幅度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射式超表面單元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)體片的方向角與線極化入射電磁波同極化反射系數(shù)的幅度滿足下述關(guān)系：

A₂＝A_2(0°)|cos(2θ₂)|，

其中，θ₂表示導(dǎo)體片的方向角，所述方向角的取值范圍為(-180°,180°]，A₂表示線極化入射電磁波同極化反射系數(shù)的幅度，A_2(0°)表示導(dǎo)體片的方向角θ₂為0°時(shí)，線極化入射電磁波同極化反射系數(shù)的幅度。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反射式超表面單元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)體片的方向角取值范圍為(-180°,-90°]或(0°,+90°]時(shí)，線極化入射電磁波轉(zhuǎn)極化反射系數(shù)的相位值為第一相位值，所述導(dǎo)體片的方向角取值范圍為(-90°,0°]或(+90°,+180°]時(shí)，線極化入射電磁波轉(zhuǎn)極化反射系數(shù)的相位值為第二相位值，所述第一相位值和第二相位值的相位差為180°。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的反射式超表面單元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)體片的方向角取值范圍為(-45°,+45°]、(-180°,-135°]或(+135°,+180°]時(shí)，線極化入射電磁波同極化反射系數(shù)的相位值為第一相位值，所述導(dǎo)體片的方向角取值范圍為(-135°,-45°]或(+45°,+135°]時(shí)，線極化入射電磁波同極化反射系數(shù)的相位值為第二相位值，所述第一相位值和第二相位值的相位差為180°。

6.一種艾利波束產(chǎn)生器，其特征在于，包括權(quán)利要求1、2、4任一項(xiàng)所述的反射式超表面單元結(jié)構(gòu)組成的二維陣列和電磁波發(fā)生裝置；

其中，在所述二維陣列的第一維度上，每個(gè)超表面單元結(jié)構(gòu)的導(dǎo)體片的方向角的大小，與艾利波束在所述超表面單元結(jié)構(gòu)位置處的口徑幅度相對(duì)應(yīng)；每個(gè)超表面單元結(jié)構(gòu)的導(dǎo)體片的方向角的取值范圍，與艾利波束在所述超表面單元結(jié)構(gòu)位置處的口徑相位相對(duì)應(yīng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的艾利波束產(chǎn)生器，其特征在于，所述導(dǎo)體片和導(dǎo)體板的厚度均為0.018mm，所述導(dǎo)體片的長(zhǎng)度為7.55mm、寬度為2mm，所述導(dǎo)體板的邊長(zhǎng)為10mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的艾利波束產(chǎn)生器，其特征在于，所述介質(zhì)層的邊長(zhǎng)為10mm，厚度為3mm。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的艾利波束產(chǎn)生器，其特征在于，所述介質(zhì)層的材料為無(wú)損電介質(zhì)材料。

10.一種艾利波束產(chǎn)生器，其特征在于，包括權(quán)利要求3或5所述的反射式超表面單元結(jié)構(gòu)組成的二維陣列和電磁波發(fā)生裝置；

其中，在所述二維陣列的第一維度上，每個(gè)超表面單元結(jié)構(gòu)的導(dǎo)體片的方向角的大小，與艾利波束在所述超表面單元結(jié)構(gòu)位置處的口徑幅度相對(duì)應(yīng)；每個(gè)超表面單元結(jié)構(gòu)的導(dǎo)體片的方向角的取值范圍，與艾利波束在所述超表面單元結(jié)構(gòu)位置處的口徑相位相對(duì)應(yīng)。