[發明專利]一種高效率反射式太赫茲波束偏折器

有效

• 申請號: 202210192208.2
• 申請日: 2022-03-01
• 公開（公告）號: CN114512816B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 文岐業;李懿航;鎖易昕;馮鑫;張魯明;楊青慧;張懷武
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00;H01Q15/24
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 吳姍霖

1.一種高效率反射式太赫茲波束偏折器，其特征在于，包括M×N陣列排列的超排列單元，所述超排列單元由K個超表面單元組成，K個超表面單元為1×K排列，所述超表面單元包括介質基板、位于介質基板上表面的矩形貼片和位于介質基板下表面的金屬層，所述矩形貼片與介質基板具有相同的中心；所述超排列單元中的K個超表面單元的矩形貼片的長度各不相同，超排列單元中的K個超表面單元的矩形貼片的長度是采用以下方法確定的：

步驟1、預設超排列單元的長度為P_X、寬度為P_y；其中，超表面單元沿長度x方向排列，入射線極化電磁波的電場方向沿寬度y方向；

步驟2、假設太赫茲超表面的工作波長為λ、反射角度為θ_r；根據工作波長λ和反射角度θ_r得到超排列單元中超表面單元的個數

步驟3、超排列單元中矩形貼片的長度l以預設的間隔a在0～P_y范圍內取個值，仿真得到個矩形貼片的長度l與相位的第一響應曲線；根據太赫茲超表面的工作波長λ，從個矩形貼片的長度l與相位的第一響應曲線中選擇K個等間距排列的第一響應曲線；

步驟4、根據阻抗匹配條件得到反射角度θ_r下，超排列單元沿長度x方向的位置與相位之間的第二響應曲線；其中，阻抗匹配條件為：

其中，R表示超排列單元的阻抗，η₀表示真空波阻抗，j表示復數單位，Arg表示求復數幅角，表示(x,0)位置處的相位，(x,0)是在“以超排列單元中的第一個超表面單元左下方的頂點作為坐標原點，長度x方向作為x軸，寬度y方向作為y軸”建立的坐標系中的坐標；

步驟5、根據步驟4得到的第二響應曲線，得到各超表面單元沿長度x方向的起始位置的相位，然后在步驟3得到的K個等間距排列的第一響應曲線中獲取各相位下的矩形貼片的長度l；其中，在獲取各相位下的矩形貼片的長度l時，在K個等間距排列的第一響應曲線中選擇不同的矩形貼片的長度l作為相位起點，得到K種排布方式；

步驟6、對步驟5得到的K種排布方式分別進行全波仿真，選取反射效率最高的排布方式，即可得到超排列單元中各超表面單元矩形貼片的長度l。

2.根據權利要求1所述的高效率反射式太赫茲波束偏折器，其特征在于，所述超排列單元中的K個超表面單元的矩形貼片之間的間距相等。

3.根據權利要求1所述的高效率反射式太赫茲波束偏折器，其特征在于，所述介質基板采用聚酰亞胺薄膜。

4.根據權利要求1所述的高效率反射式太赫茲波束偏折器，其特征在于，位于介質基板下表面的金屬層完全覆蓋介質基板。

5.根據權利要求1所述的高效率反射式太赫茲波束偏折器，其特征在于，所述M和N為大于5的正整數。