CN115764323B - 具有特定功能的极化无关超表面的设计方法、装置及介质 - Google Patents
具有特定功能的极化无关超表面的设计方法、装置及介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115764323B CN115764323B CN202310011172.8A CN202310011172A CN115764323B CN 115764323 B CN115764323 B CN 115764323B CN 202310011172 A CN202310011172 A CN 202310011172A CN 115764323 B CN115764323 B CN 115764323B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- super
- polarization
- unit
- specific function
- independent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000010287 polarization Effects 0.000 title claims abstract description 119
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 72
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 129
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 35
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 20
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 19
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 13
- 238000005388 cross polarization Methods 0.000 abstract description 8
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 38
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 38
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 32
- 230000004044 response Effects 0.000 description 15
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 12
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 9
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 9
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 9
- 238000011160 research Methods 0.000 description 7
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- 102100029469 WD repeat and HMG-box DNA-binding protein 1 Human genes 0.000 description 1
- 101710097421 WD repeat and HMG-box DNA-binding protein 1 Proteins 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001093 holography Methods 0.000 description 1
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000005055 memory storage Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000029865 regulation of blood pressure Effects 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
本申请公开了一种具有特定功能的极化无关超表面的设计方法、装置及介质，涉及超表面技术领域。对于左旋圆极化和右旋圆极化入射波，经过该单元后，交叉极化透射波可获得相同的谐振相位；由于单元旋转角度限制为0°和90°，对于左旋圆极化和右旋圆极化入射波，经过超表面单元后，交叉极化透射波可获得相同的PB相位，而任意线极化状态电磁波都可分解为左旋圆极化和右旋圆极化，因此，该超表面单元可用于实现极化无关；此外，由于单元的结构参数是根据需要实现的特定功能的突变相位分布确定的，故而，通过该超表面能够实现特定功能，即通过本申请的方法实现了具有特定功能的极化无关的超表面，具有极大的实用性和灵活性。
Description
技术领域
本申请涉及超表面技术领域，特别是涉及一种具有特定功能的极化无关超表面的设计方法、装置及介质。
背景技术
超表面作为一种二维超材料，由周期或准周期亚波长单元阵列构成。由于超表面可实现电磁波幅度，相位和极化的完全控制，因此，近年来得到了广泛研究。
超表面基于特定突变相位分布实现所需功能，因此基于实现突变相位方式的不同，可大致将超表面分为三类。第一类超表面基于全介质单元和传播相位获取所需的突变相位实现，该类超表面主要针对线极化入射波设计；第二类超表面基于金属单元和谐振相位获取所需的突变相位实现，该类超表面主要针对线极化入射波设计；第三类超表面基于几何相位（Pancharatnam-Berry，PB）获取所需的突变相位实现，该类超表面主要针对圆极化入射波设计。可见，虽然超表面已经取得了研究进展，但是已有的超表面大都是针对于特定极化状态的入射波设计的，极大地限制了超表面的实用性和灵活性。
可见，提供一种能够实现特定功能的极化无关超表面是本领域人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种具有特定功能的极化无关超表面的设计方法、装置及介质，用于提供一种能够实现特定功能的极化无关超表面，以提高超表面的实用性和灵活性。
为解决上述技术问题，本申请提供一种具有特定功能的极化无关超表面的设计方法，包括：
确定所述超表面用于实现的所述特定功能；其中，所述特定功能至少包括OAM复用超表面功能、极化无关超表面透镜功能；
根据所述特定功能确定所述超表面的突变相位分布；
根据所述突变相位分布确定所述超表面的各单元的结构参数以便于根据各所述单元的结构参数设计所述超表面，以实现所述特定功能；所述单元的结构参数包含顶层结构的参数和底层结构的参数，且所述顶层结构的参数和所述底层结构的参数相同，所述顶层结构与所述底层结构的中间为介质层；所述单元的结构参数至少包括在顶层或底层开缝的宽度、相对第一方向上的旋转角度、扇形的弧度以及半径，所述旋转角度为0°或90°。
优选地，所述根据所述特定功能确定所述超表面的突变相位分布包括：
在所述特定功能为所述OAM复用超表面功能的情况下，根据所述OAM复用超表面的突变相位分布公式获取所述OAM复用超表面的所述突变相位分布；
在所述特定功能为所述极化无关超表面透镜功能的情况下，根据所述极化无关超表面透镜的突变相位分布公式获取所述极化无关超表面透镜的所述突变相位分布。
优选地，所述根据所述特定功能确定所述超表面的突变相位分布包括：
将所述超表面分为多个单元并将所述超表面的中心点设置为坐标原点；
根据所述坐标原点获取各所述单元的中心点的坐标；
将各所述单元的中心点的坐标输入至所述OAM复用超表面的突变相位分布公式或所述极化无关超表面透镜的突变相位分布公式中获取各所述单元的突变相位，以确定所述超表面的突变相位分布。
优选地，所述根据所述突变相位分布确定所述超表面的各单元的结构参数包括：
在当前单元的突变相位小于180°的情况下，根据相位与所述扇形的弧度的对应关系确定所述当前单元的突变相位对应的扇形的弧度；
在所述当前单元的突变相位大于180°的情况下，获取所述当前单元的突变相位与180°的相位差值；根据所述相位与所述扇形的弧度的对应关系确定所述相位差值对应的扇形的弧度。
优选地，所述单元的顶层结构、底层结构均为金属结构；所述单元为正方体或六边体。
优选地，在所述根据所述突变相位分布确定所述超表面的各单元的结构参数以便于根据各所述单元的结构参数设计所述超表面之后，所述方法还包括：
控制微波频段的RCP平面波、LCP平面波按照预设角度入射所述超表面；
根据透射波远场幅度和相位图确定通过所述超表面是否实现所述特定功能；
若否，则返回所述确定所述超表面用于实现的所述特定功能的步骤。
优选地，在所述根据所述坐标原点获取各所述单元的中心点的坐标之前，所述方法还包括：
按照预设顺序对所述超表面的各所述单元进行编号。
为了解决上述技术问题，本申请还提供一种具有特定功能的极化无关超表面的设计装置，包括：
第一确定模块，用于确定所述超表面用于实现的所述特定功能；其中，所述特定功能至少包括OAM复用超表面功能、极化无关超表面透镜功能；
第二确定模块，用于根据所述特定功能确定所述超表面的突变相位分布；
第三确定模块，用于根据所述突变相位分布确定所述超表面的各单元的结构参数以便于根据各所述单元的结构参数设计所述超表面，以实现所述特定功能；所述单元的结构参数包含顶层结构的参数和底层结构的参数，且所述顶层结构的参数和所述底层结构的参数相同，所述顶层结构与所述底层结构的中间为介质层；所述单元的结构参数至少包括在顶层或底层开缝的宽度、相对第一方向上的旋转角度、扇形的弧度以及半径，所述旋转角度为0°或90°。
为了解决上述技术问题，本申请还提供一种具有特定功能的极化无关超表面的设计装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述的具有特定功能的极化无关超表面的设计方法的步骤。
为了解决上述技术问题，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的具有特定功能的极化无关超表面的设计方法的步骤。
本申请所提供的一种具有特定功能的极化无关超表面的设计方法，包括：确定超表面用于实现的特定功能；其中，特定功能至少包括OAM复用超表面功能、极化无关超表面透镜功能；根据特定功能确定超表面的突变相位分布；根据突变相位分布确定超表面的各单元的结构参数以便于根据各单元的结构参数设计超表面，以实现特定功能；单元的结构参数包含顶层结构的参数和底层结构的参数，且顶层结构的参数和底层结构的参数相同，顶层结构与底层结构的中间为介质层；单元的结构参数至少包括在顶层或底层开缝的宽度、相对第一方向上的旋转角度、扇形的弧度以及半径，旋转角度为0°或90°。通过本申请设计的超表面单元，对于左旋圆极化和右旋圆极化入射波，经过该单元后，交叉极化透射波可获得相同的谐振相位；由于单元旋转角度限制为0°和90°，对于左旋圆极化和右旋圆极化入射波，经过超表面单元后，交叉极化透射波可获得相同的PB相位，而任意线极化状态电磁波都可分解为左旋圆极化和右旋圆极化，因此，该超表面单元可用于实现极化无关，此外，由于单元的结构参数是根据需要实现的特定功能的突变相位分布确定的，故而，通过该超表面能够实现特定功能，即通过本申请的方法实现了具有特定功能的极化无关的超表面，具有极大的实用性和灵活性。
此外，本申请还提供一种具有特定功能的极化无关超表面的设计装置、计算机可读存储介质，与上述提到的具有特定功能的极化无关超表面的设计方法具有相同或相对应的技术特征，效果同上。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种具有特定功能的极化无关超表面的设计方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的一种超表面的单元的基本结构示意图；
图3为本申请实施例提供的在CST中对超表面单元进行设置的示意图；
图4为本申请实施例提供的当，从2°变为132°时，在20 GHz处，交叉极化透射系数
T RL或
T LR的幅度和相位响应的示意图；
图5为本申请实施例提供的当，和 90°时，在20 GHz处，交叉极化透射系数
T RL或
T LR的相位响应的示意图；
图6为本申请实施例提供的一种极化无关OAM复用超表面工作示意图；
图7为本申请实施例提供的一种极化无关超表面透镜工作示意图；
图8为本申请实施例提供的一种超表面示意图；
图9为本申请实施例提供的一种极化无关OAM复用超表面俯视图；
图10为本申请实施例提供的一种LCP平面波以(-30°，0°)和(-30°, 180°)角度斜入射至超表面上时，透射波远场幅度和相位图；
图11为本申请实施例提供的一种RCP平面波以(-30°，0°)和(-30°, 180°)角度斜入射至超表面上时，透射波远场幅度和相位图；
图12为本申请实施例提供的一种LP平面波以(-30°，0°)和(-30°，180°)角度斜入射至超表面上时，透射波远场幅度和相位图；
图13为本申请实施例提供的极化无关超表面透镜俯视图；
图14为本申请实施例提供的一种LP入射波，透射波电场幅值示意图；
图15为本申请实施例提供的一种LCP入射波，透射波电场幅值示意图；
图16为本申请实施例提供的一种RCP入射波，透射波电场幅值示意图；
图17为本申请另一实施例提供的具有特定功能的极化无关超表面的设计装置的结构图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护范围。
本申请的核心是提供一种具有特定功能的极化无关超表面的设计方法、装置及介质，用于提供一种能够实现特定功能的极化无关超表面，以提高超表面的实用性和灵活性。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。图1为本申请实施例提供的一种具有特定功能的极化无关超表面的设计方法的流程图，如图1所示，该方法包括：
S10：确定超表面用于实现的特定功能；
S11：根据特定功能确定超表面的突变相位分布；
S12：根据突变相位分布确定超表面的各单元的结构参数以便于根据各单元的结构参数设计超表面，以实现特定功能。
单元的结构参数包含顶层结构的参数和底层结构的参数，且顶层结构的参数和底层结构的参数相同，顶层结构与底层结构的中间为介质层；单元的结构参数至少包括在顶层或底层开缝的宽度
g、相对第一方向上的旋转角度、扇形的弧度
β以及半径
r，旋转角度为0°或90°。第一方向为如图2中的
x轴方向。优选地，单元的顶层结构、底层结构均为金属结构；单元为正方体或六边体。超表面单元，对于左旋圆极化波（Left-handed CircularPolarization，LCP）和右旋圆极化波（Right-handed Circular Polarization，RCP）入射波，经过超表面单元后，交叉极化透射波可获得相同的谐振相位。并且，通过改变超表面单元结构参数，使得谐振相位可覆盖0°~180°的相位变化。根据PB相位原理，对于透射型超表面单元，当LCP和RCP波入射至超表面单元上时，透射波电场公式可表示为：
其中，和-1分别表示RCP和LCP波，
ϕ为单元相位延迟，为单元旋转角度。根据透射波电场公式可见，对于圆极化入射波，其交叉极化透射波会存在 的相移，也即PB相位。值得注意的是，若单元旋转角度，对于LCP和RCP入射波，结果相同。同样，若单元旋转角度，对于LCP和RCP入射波，结果也相同。因此，若将单元旋转角度限制为0°和90°，对于LCP和RCP入射波，其交叉圆极化透射波不仅可获得额外的大小为180°的PB相位，且相位分布相同。通过改变超表面单元结构参数和旋转角度，可结合谐振相位和PB相位获得覆盖0°~360°的突变相位，且对于LCP和RCP入射波，交叉极化透射波可获得相同的突变相位。由于任意线性极化（LinearPolarization，LP）状态电磁波都可分解为LCP波和RCP波，因此，该超表面单元可可实现极化无关。
图2为本申请实施例提供的一种超表面的单元的基本结构示意图，其中，图2中的（a）表示单元俯视图，（b）表示单元的3D视图，单元由相同的顶层和底层金属结构以及中间介质层构成，特殊形状（两个圆弧以及连接两个圆弧的位置）处为介质，正方形与特殊形状的间隙是金属，通常情况下，选取的金属材质为铜。对于金属的厚度、介质的厚度、单元周期
P、板材等不作限定，根据实际情况确定。如，选取的铜和介质的厚度分别为0.018 mm和3mm，单元周期
P为3 mm。介质的相对介电常数为2.65，损耗角正切为0.001。此外，假设
g =0.65 mm，
r = 0.83 mm，和90°，变化范围为2°~132°。
基于CST STUDIO SUITE对超表面单元进行仿真，图3为本申请实施例提供的在CST中对超表面单元进行设置的示意图。如图3中（a）所示，沿着
x和
y方向将单元设置为周期边界；如图3中（b）所示，沿着
z方向，设置上下两个Floquet端口，分别为zmin和zmax，电磁波沿+
z方向入射至单元。
首先，为验证保持不变，取不同值时，对于LCP和RCP入射波，超表面单元可获得相同的响应，以为例进行仿真。当从2°变为 132°时，对于频率为20 GHz的LCP或RCP入射波，交叉极化透射系数
T RL或
T LR的幅度和相位响应如图4所示。图4为本申请实施例提供的当，从2°变为132°时，在20 GHz处，交叉极化透射系数
T RL或
T LR的幅度和相位响应的示意图。基于图4的（a）和（c）可见，随着的变化，对于LCP和RCP入射波，单元幅度响应基本一致，且归一化幅度不低于0.45；基于图4的（b）和（d）可见，单元相位响应基本一致，且当从2°变为132°时，可覆盖0°~ 180°的相位变化。同样，当，从2°变为132°时，仿真可验证，对于20 GHz的LCP或RCP入射波，幅度响应和相位响应基本一致，且归一化幅度不低于0.45，相位可覆盖0°~180°的变化。
进一步地，为验证保持不变，分别取0°和90°时，对于LCP和RCP入射波，超表面单元可获得相同的响应，以为例进行仿真。当和90°时，对于频率为20 GHz的LCP或RCP入射波，交叉极化透射系数
T RL或
T LR的相位响应如图5所示。图5为本申请实施例提供的当，和 90°时，在20 GHz处，交叉极化透射系数
T RL或
T LR的相位响应的示意图。其中，图5中的（a）表示当，和 90°时，对于频率为20 GHz的LCP入射波，交叉极化透射系数
T RL的相位响应的示意图，图5中的（b）表示当，和90°时，对于频率为20 GHz的RCP入射波，交叉极化透射系数
T LR的相位响应的示意图，可见，对于LCP和RCP入射波，相位响应一致，且当和90°时，可获得180°的相位变化。同样，当为2°~132°的任意取值，和90°时，仿真可验证。对于频率为20 GHz的LCP和RCP入射波，皆可获得大小为180°的相位响应。
通过以上分析可知，基于设计的超表面单元，通过改变单元结构参数和旋转单元角度，可结合谐振相位和PB相位获得覆盖0°~360°的突变相位，并且对于LCP和RCP入射波，交叉极化透射波可获得相同的突变相位。由于任意LP状态电磁波都可分解为LCP波和RCP波，因此，该超表面单元可实现极化无关。
确定超表面用于实现的特定功能，其中，特定功能至少包括OAM复用超表面功能、极化无关超表面透镜功能。具体地 ，通过超表面实现的功能主要包括波束分裂器，吸波器，全息，极化转换器，轨道角动量生成器和超表面透镜。实现不同的功能对应不同的突变相位分布。因此，为了通过超表面实现特定的功能，需要根据特定功能确定超表面的突变相位分布，进而根据突变相位分布确定超表面的各单元的结构参数以便于根据各单元的结构参数设计超表面，以实现特定功能。
本实施例所提供的具有特定功能的极化无关超表面的设计方法，包括：确定超表面用于实现的特定功能；根据特定功能确定超表面的突变相位分布；根据突变相位分布确定超表面的各单元的结构参数以便于根据各单元的结构参数设计超表面，以实现特定功能；单元的结构参数包含顶层结构的参数和底层结构的参数，且顶层结构的参数和底层结构的参数相同，顶层结构与底层结构的中间为介质层；单元的结构参数至少包括在顶层或底层开缝的宽度、相对第一方向上的旋转角度、扇形的弧度以及半径，旋转角度为0°或90°。通过本实施例设计的超表面单元，对于左旋圆极化和右旋圆极化入射波，经过该单元后，交叉极化透射波可获得相同的谐振相位；由于单元旋转角度限制为0°和90°，对于左旋圆极化和右旋圆极化入射波，经过超表面单元后，交叉极化透射波可获得相同的PB相位，而任意线极化状态电磁波都可分解为左旋圆极化和右旋圆极化，因此，该超表面单元可用于实现极化无关，此外，由于单元的结构参数是根据需要实现的特定功能的突变相位分布确定的，故而，通过该超表面能够实现特定功能，即通过本申请的方法实现了具有特定功能的极化无关的超表面，具有极大的实用性和灵活性。
在上述实施例的基础上，以实现轨道角动量（Orbital Angular Momentum, OAM）复用超表面的功能和极化无关超表面透镜为例，根据特定功能确定超表面的突变相位分布包括：
在特定功能为OAM复用超表面的情况下，根据OAM复用超表面的突变相位分布公式获取OAM复用超表面的突变相位分布；
在特定功能为极化无关超表面透镜的情况下，根据极化无关超表面透镜的突变相位分布公式获取极化无关超表面透镜的突变相位分布。
在无线通信领域，利用复用技术，基于五个物理维度（物理域），包括空间、极化、频率（波长）和复振幅（幅度和相位）和时间，可实现多个正交信道的同时传输，从而极大提高通信系统的速率和信道容量，例如空分复用，极化复用等。携带相位因子的电磁波称为OAM波，其中为空间方位角，
l为OAM波束的拓扑（
l= 0，±1，±2……）。由于理论上
l有无数种取值，且携带不同拓扑
l的OAM波在空间维度上相互正交，互不影响，因此可利用携带不同拓扑的OAM波束实现空间复用。
超表面作为一种二维超材料，由周期或准周期亚波长单元阵列构成。由于超表面可实现电磁波幅度，相位和极化的完全控制，因此，近年来基于超表面生成单个OAM波束，进一步生成多个具有不同拓扑的OAM波束，实现OAM复用得到了广泛研究。超表面基于特定突变相位分布实现所需功能，因此基于实现突变相位方式的不同，可大致将OAM复用超表面分为三大类。第一类OAM复用超表面由全介质单元构成，基于传播相位获取所需的突变相位，该类超表面主要针对线极化入射波设计；第二类OAM复用超表面由金属单元构成，基于谐振相位获取所需的突变相位，该类超表面主要针对线极化入射波设计；第三类OAM复用超表面基于几何相位（PB相位）获取所需的突变相位，该类超表面主要针对圆极化入射波设计。可见，虽然OAM复用超表面已取得很多研究进展，但已有的超表面大都是针对于特定极化状态的入射波设计的，对于特定极化状态入射波产生OAM波束实现复用，这极大限制了OAM复用超表面的实用性和灵活度。
图6为本申请实施例提供的一种极化无关OAM复用超表面工作示意图。如图6所示，对于第
m路信道，当入射角为(
θ m ,
φ m )（
m = 1，……，M）的LCP，RCP或LP平面波入射至OAM复用超表面上后，在垂直于超表面的方向上，会生成一路拓扑为
l m 的OAM波束。因此，当M路（M= 1，2，……）平面波入射至超表面时，在垂直于超表面的方向上，会生成M路正交同轴OAM波束，也即实现了OAM复用。在特定功能为OAM复用超表面的情况下，根据OAM复用超表面的突变相位分布公式获取OAM复用超表面的突变相位分布，OAM复用超表面的突变相位分布公式为：
其中，(
x, y)为超表面上任一点坐标位置，
λ 0为自由空间工作波长，相对应的为超表面工作频率
f 0。OAM波束能量呈环形分布，中间为空心状态，且绕旋转轴旋转一周后，波束相位螺旋均匀改变（
l = 0，±1，±2，……），据此，可对OAM波束进行判断。值得注意的是，当
l = 0时为平面波，此时波束能量呈实心分布，相位不发生变化。
上文对实现OAM复用的功能进行描述，此处对实现超表面透镜的功能进行描述。超表面透镜可提高天线辐射增益，实现电磁波聚焦，因此，具有不可替代的作用。目前，超表面透镜的相关研究主要集中于消色差超表面透镜，高效率超表面透镜，多功能超表面透镜，可调超表面透镜和多焦点超表面透镜。超表面基于特定突变相位分布实现所需功能，因此基于实现突变相位方式的不同，可大致将超表面透镜分为三大类。第一类超表面透镜基于全介质单元和传播相位获取所需的突变相位实现，该类超表面透镜主要对线极化入射波有效，可实现线极化入射波的聚焦；第二类超表面透镜基于金属单元和谐振相位获取所需的突变相位实现，该类超表面透镜主要对线极化入射波有效，可实现线极化入射波的聚焦；第三类超表面透镜基于几何相位（PB相位）获取所需的突变相位实现，该类超表面透镜主要对圆极化入射波有效，可实现圆极化入射波的聚焦。可见，虽然超表面透镜已取得很多研究进展，但已有的超表面透镜大都是针对于特定极化状态的入射波设计的，只能实现特定极化状态入射波的聚焦，这极大限制了超表面透镜的实用性和灵活度。
图7为本申请实施例提供的一种极化无关超表面透镜工作示意图。如图7所示，对于LP，LCP和RCP入射波，经过超表面透镜后都可聚焦于焦点位置。在特定功能为极化无关超表面透镜的情况下，根据极化无关超表面透镜的突变相位分布公式获取极化无关超表面透镜的突变相位分布。
其中，(
x, y )为超表面上任一点坐标位置，F为超表面透镜焦距。
本实施例提供的利用设计的超表面单元，即可获得所需的极化无关OAM复用超表面；也可实现极化无关超表面透镜，对于LP，LCP和RCP入射波，该超表面透镜都可实现聚焦功能，设计的超表面透镜可用于高增益天线和微波成像领域。
在上述实施例的基础上，根据特定功能确定超表面的突变相位分布包括：
将超表面分为多个单元并将超表面的中心点设置为坐标原点；
根据坐标原点获取各单元的中心点的坐标；
将各单元的中心点的坐标输入至OAM复用超表面的突变相位分布公式或极化无关超表面透镜的突变相位分布公式中获取各单元的突变相位，以确定超表面的突变相位分布。
图8为本申请实施例提供的一种超表面示意图。根据实际需要，设定超表面由
N×
N个周期为
P的单元构成，将超表面中心点定为坐标原点
O，在根据坐标原点获取各单元的中心点的坐标之前，具有特定功能的极化无关超表面的设计方法还包括：按照预设顺序对超表面的各单元进行编号。对于单元，其中心点的坐标为：
将计算出的单元中心点坐标带入OAM复用超表面的突变相位分布公式可计算出超表面不同位置单位对应的突变相位，利用设计的超表面单元，即可获得所需的极化无关OAM复用超表面。
将计算出的单元中心点坐标带入极化无关超表面透镜的突变相位分布公式可计算出超表面透镜不同单位所需的突变相位。
为了计算出的单元的突变相位分布确定超表面的单元的结构参数，优选的实施方式是，根据突变相位分布确定超表面的各单元的结构参数包括：
在当前单元的突变相位小于180°的情况下，根据相位与扇形的弧度的对应关系确定当前单元的突变相位对应的扇形的弧度；
在当前单元的突变相位大于180°的情况下，获取当前单元的突变相位与180°的相位差值；根据相位与扇形的弧度的对应关系确定相位差值对应的扇形的弧度。
如计算出超表面某个单元的突变相位为120°，小于180°，则可以根据图4的（b）或者（d）确定相位为120°时对应的扇形的弧度；若计算出的超表面的某个单元的突变相位为280°，先将设置为90°，确定BP相位是180°，然后280°-180°=100°，剩余的100°可以从图4的（b）或者（d）确定相位为100°时对应的扇形的弧度。
本实施例提供的方法实现了对单元的结构参数的设置，使得能够实现得到对应的相位分布，进而实现对应的功能。
在实施中，为了验证超表面是否实现特定功能，优选的实施方式是，在根据突变相位分布确定超表面的各单元的结构参数以便于根据各单元的结构参数设计超表面之后，具有特定功能的极化无关超表面的设计方法还包括：
控制微波频段的RCP平面波、LCP平面波按照预设角度入射超表面；
根据透射波远场幅度和相位图确定通过超表面是否实现特定功能；
若否，则返回确定超表面用于实现的特定功能的步骤。
同样地，还是以实现OAM复用的功能和实现超表面透镜的功能的验证为例进行说明。
为了验证实现OAM复用的功能，基于超表面的突变相位分布公式，设计一款由24×24个单元构成的极化无关OAM复用超表面。设定M = 2，(
θ 1,
φ 1)和(
θ 2,
φ 2)分别为(-30°,0°)和(-30°, 180°)，
l 1和
l 2分别为0和+2。OAM复用超表面顶层和底层结构相同，中间为介质层，图9为本申请实施例提供的一种极化无关OAM复用超表面俯视图。
当频率为20 GHz的LCP平面波，以(-30°，0°)和(-30°，180°)角度斜入射至超表面上时，透射波远场幅度和相位图如图10所示，图10为本申请实施例提供的一种LCP平面波以(-30°，0°)和(-30°, 180°)角度斜入射至超表面上时，透射波远场幅度和相位图，其中，（a）为
l =0时，三维远场幅度图和相位图，（b）为
l =0时，二维远场幅度图，（c）为
l =+2时，三维远场幅度图和相位图，（d）为
l =+2时，二维远场幅度图。（a）和（b）对应于入射角(-30°，0°)时的仿真结果，基于（a）中的三维方向图和（b）中的二维方向图可见，在垂直于超表面的方向上产生了一个波束。同时基于（a）中的俯视幅度和相位图可见，生成的波束能量呈实心分布，且绕z轴逆时针旋转一周后相位基本保持不变，因此生成的波速拓扑
l = 0。（c）和（d）对应于入射角(-30°，180°)时的仿真结果，基于（c）中的三维方向图和（d）中的二维方向图可见，在垂直于超表面的方向上同样产生了一个波束。同时基于（c）中的俯视幅度和相位图可见，生成的波束能量呈环形分布，且绕z轴旋转一周后相位改变了，因此生成的波束拓扑
l = +2。因此，对于LCP平面波，超表面可实现OAM复用的功能。当频率为20GHz的RCP平面波和LCP平面波，以(-30°，0°)和(-30°，180°)角度斜入射至超表面上时，透射波远场幅度和相位图如图11和图12所示。图11为本申请实施例提供的一种RCP平面波以(-30°，0°)和(-30°,180°)角度斜入射至超表面上时，透射波远场幅度和相位图，其中，（a）为
l =0时，三维远场幅度图和相位图，（b）为
l =0时，二维远场幅度图，（c）为
l =+2时，三维远场幅度图和相位图，（d）为
l =+2时，二维远场幅度图。图12为本申请实施例提供的一种LP平面波以(-30°，0°)和(-30°，180°)角度斜入射至超表面上时，透射波远场幅度和相位图，其中，（a）为
l =0时，三维远场幅度图和相位图，（b）为l =0时，二维远场幅度图，（c）为
l =+2时，三维远场幅度图和相位图，（d）为
l =+2时，二维远场幅度图。在垂直于超表面的方向上分别生成了拓扑
l = 0和
l = +2的OAM波束，实现了OAM复用的功能。
综上，对于20 GHz的LCP，RCP和LP平面波，基于该超表面都可实现OAM复用的功能，也即在微波频段实现了极化无关OAM复用超表面。已有的OAM复用超表面大都针对特定极化状态入射波产生OAM波束实现复用，本申请提供的OAM复用超表面对任何极化方式都有效，极大提高了OAM复用超表面的实用性和灵活度；虽然在光频段已有研究利用具有对称横截面的全介质纳米柱单元和传播相位实现了极化无关的全介质OAM复用超表面，然而目前极少有研究针对微波频段研究极化无关OAM复用超表面。相比于光频段，微波频段频率较低，基于全介质单元设计微波频段的OAM复用超表面不再适用，而本申请提供的OAM复用超表面由金属单元构成，在微波频段更为便捷实用；本申请实现的OAM复用超表面理论上可实现任意M（M = 1，2，……）路信道的复用，可极大提高微波通信系统速率和容量。
为了验证实现的超表面透镜的功能，基于极化无关超表面透镜的突变相位分布公式，设计了一款由24×24个单元构成的，焦距
F为30 mm的极化无关超表面透镜。超表面透镜顶层和底层结构相同，中间为介质层，俯视图如图13所示，图13为本申请实施例提供的极化无关超表面透镜俯视图。其中，超表面位于
xoy面，上表面位于z = 0 mm处，中心位置为坐标原点
O，LP，LCP和RCP波沿+z方向入射至超表面。
当频率为20 GHz的LP，LCP和RCP波，入射至超表面透镜上时，透射波近电场幅值仿真结果分别如图14，图15和图16所示。其中，图14为本申请实施例提供的一种LP入射波，透射波电场幅值示意图；图15为本申请实施例提供的一种LCP入射波，透射波电场幅值示意图；图16为本申请实施例提供的一种RCP入射波，透射波电场幅值示意图。在图14，图15和图16中对应的（a）图均表示
y = 0 mm，
xoz面上的电场分布，（b）图均表示
z = 30 mm，
xoy面上的电场分布，（c）图均
x = 0 mm，
y = 0 mm，
z = 0 ~ 60mm时，超表面透镜中轴线上的电场分布。可见，对于LP，LCP和RCP入射波，超表面透镜都实现了聚焦的功能，也即实现了极化无关超表面透镜。值得注意的是，此时的焦点分别在大约为24 mm，26 mm和26 mm的位置，相比于设计的30 mm存在一定偏差，这一定程度上是由于组成超表面透镜的单元个数有限以及设计超表面透镜的过程中相位离散造成的。
综上，已有的超表面透镜大都只能实现特定极化状态入射波的聚焦，本申请设计的超表面透镜对任何极化方式都有效，极大提高了超表面透镜的实用性和灵活度；虽然在光频段已有研究利用全介质纳米柱单元实现了极化无关的全介质超表面透镜，然而目前极少有研究针对微波频段研究极化无关超表面透镜。相比于光频段，微波频段频率较低，基于全介质单元设计微波频段的超表面透镜不再适用。本申请设计的超表面透镜由金属单元构成，在微波频段更为便捷实用；对于LP，LCP和RCP入射波，超表面透镜焦距大约在24 mm，26mm和26 mm的位置，相比于设定的焦距，偏差较小，增加单元个数可进一步减少偏差。本申请的工作于微波频段的极化无关超表面透镜，超表面透镜由金属单元构成，对于LP，LCP和RCP入射波，该超表面透镜都可实现聚焦功能，设计的超表面透镜可用于高增益天线和微波成像领域。
在上述实施例中，对于具有特定功能的极化无关超表面的设计方法进行了详细描述，本申请还提供具有特定功能的极化无关超表面的设计装置对应的实施例。需要说明的是，本申请从两个角度对装置部分的实施例进行描述，一种是基于功能模块的角度，另一种是基于硬件的角度。
本实施例基于功能模块的角度，具有特定功能的极化无关超表面的设计装置包括：
第一确定模块，用于确定超表面用于实现的特定功能；其中，特定功能至少包括OAM复用超表面功能、极化无关超表面透镜功能；
第二确定模块，用于根据特定功能确定超表面的突变相位分布；
第三确定模块，用于根据突变相位分布确定超表面的各单元的结构参数以便于根据各单元的结构参数设计超表面，以实现特定功能；单元的结构参数包含顶层结构的参数和底层结构的参数，且顶层结构的参数和底层结构的参数相同，顶层结构与底层结构的中间为介质层；单元的结构参数至少包括在顶层或底层开缝的宽度、相对第一方向上的旋转角度、扇形的弧度以及半径，旋转角度为0°或90°。
由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述，效果同上。
图17为本申请另一实施例提供的具有特定功能的极化无关超表面的设计装置的结构图。本实施例基于硬件角度，如图17所示，具有特定功能的极化无关超表面的设计装置包括：
存储器20，用于存储计算机程序；
处理器21，用于执行计算机程序时实现如上述实施例中所提到的具有特定功能的极化无关超表面的设计方法的步骤。
其中，处理器21可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器21可以采用数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）、现场可编程门阵列（Field－Programmable Gate Array，FPGA）、可编程逻辑阵列（Programmable LogicArray，PLA）中的至少一种硬件形式来实现。处理器21也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称中央处理器（CentralProcessing Unit，CPU）；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器21可以集成有图形处理器（Graphics Processing Unit，GPU），GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器21还可以包括人工智能（Artificial Intelligence，AI）处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
存储器20可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器20还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器20至少用于存储以下计算机程序201，其中，该计算机程序被处理器21加载并执行之后，能够实现前述任一实施例公开的具有特定功能的极化无关超表面的设计方法的相关步骤。另外，存储器20所存储的资源还可以包括操作系统202和数据203等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统202可以包括Windows、Unix、Linux等。数据203可以包括但不限于上述所提到的具有特定功能的极化无关超表面的设计方法所涉及到的数据等。
在一些实施例中，具有特定功能的极化无关超表面的设计装置还可包括有显示屏22、输入输出接口23、通信接口24、电源25以及通信总线26。
本领域技术人员可以理解，图17中示出的结构并不构成对具有特定功能的极化无关超表面的设计装置的限定，可以包括比图示更多或更少的组件。
本申请实施例提供的具有特定功能的极化无关超表面的设计装置，包括存储器和处理器，处理器在执行存储器存储的程序时，能够实现如下方法：具有特定功能的极化无关超表面的设计方法，效果同上。
最后，本申请还提供一种计算机可读存储介质对应的实施例。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述方法实施例中记载的步骤。
可以理解的是，如果上述实施例中的方法以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请提供的计算机可读存储介质包括上述提到的具有特定功能的极化无关超表面的设计方法，效果同上。
以上对本申请所提供的具有特定功能的极化无关超表面的设计方法、装置及介质进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (10)
1.一种具有特定功能的极化无关超表面的设计方法，其特征在于，包括：
确定所述超表面用于实现的所述特定功能；其中，所述特定功能至少包括OAM复用超表面功能、极化无关超表面透镜功能；
根据所述特定功能确定所述超表面的突变相位分布；
根据所述突变相位分布确定所述超表面的各单元的结构参数以便于根据各所述单元的结构参数设计所述超表面，以实现所述特定功能；所述单元的结构参数包含顶层结构的参数和底层结构的参数，且所述顶层结构的参数和所述底层结构的参数相同，所述顶层结构与所述底层结构的中间为介质层；所述单元的结构参数至少包括在顶层或底层开缝的宽度、相对第一方向上的旋转角度、扇形的弧度以及半径，所述旋转角度为0°或90°；其中，所述单元由中间介质层以及相同的顶层金属结构和底层金属结构构成，所述顶层金属结构和所述底层金属结构具有特殊形状，所述特殊形状处为介质，所述特殊形状具有两个圆弧以及连接两个所述圆弧的直线；所述扇形的弧度是指两个所述圆弧的相邻两条直线边延伸后所构成的夹角；所述半径是指所述圆弧的内环的半径。
2.根据权利要求1所述的具有特定功能的极化无关超表面的设计方法，其特征在于，所述根据所述特定功能确定所述超表面的突变相位分布包括：
在所述特定功能为所述OAM复用超表面功能的情况下，根据所述OAM复用超表面的突变相位分布公式获取所述OAM复用超表面的所述突变相位分布；
在所述特定功能为所述极化无关超表面透镜功能的情况下，根据所述极化无关超表面透镜的突变相位分布公式获取所述极化无关超表面透镜的所述突变相位分布。
3.根据权利要求2所述的具有特定功能的极化无关超表面的设计方法，其特征在于，所述根据所述特定功能确定所述超表面的突变相位分布包括：
将所述超表面分为多个单元并将所述超表面的中心点设置为坐标原点；
根据所述坐标原点获取各所述单元的中心点的坐标；
将各所述单元的中心点的坐标输入至所述OAM复用超表面的突变相位分布公式或所述极化无关超表面透镜的突变相位分布公式中获取各所述单元的突变相位，以确定所述超表面的突变相位分布。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的具有特定功能的极化无关超表面的设计方法，其特征在于，所述根据所述突变相位分布确定所述超表面的各单元的结构参数包括：
在当前单元的突变相位小于180°的情况下，根据相位与所述扇形的弧度的对应关系确定所述当前单元的突变相位对应的扇形的弧度；
在所述当前单元的突变相位大于180°的情况下，获取所述当前单元的突变相位与180°的相位差值；根据所述相位与所述扇形的弧度的对应关系确定所述相位差值对应的扇形的弧度。
5.根据权利要求4所述的具有特定功能的极化无关超表面的设计方法，其特征在于，所述单元的顶层结构、底层结构均为金属结构；所述单元为正方体或六边体。
6.根据权利要求5所述的具有特定功能的极化无关超表面的设计方法，其特征在于，在所述根据所述突变相位分布确定所述超表面的各单元的结构参数以便于根据各所述单元的结构参数设计所述超表面之后，所述方法还包括：
控制微波频段的RCP平面波、LCP平面波按照预设角度入射所述超表面；
根据透射波远场幅度和相位图确定通过所述超表面是否实现所述特定功能；
若否，则返回所述确定所述超表面用于实现的所述特定功能的步骤。
7.根据权利要求3所述的具有特定功能的极化无关超表面的设计方法，其特征在于，在所述根据所述坐标原点获取各所述单元的中心点的坐标之前，所述方法还包括：
按照预设顺序对所述超表面的各所述单元进行编号。
8.一种具有特定功能的极化无关超表面的设计装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于确定所述超表面用于实现的所述特定功能；其中，所述特定功能至少包括OAM复用超表面功能、极化无关超表面透镜功能；
第二确定模块，用于根据所述特定功能确定所述超表面的突变相位分布；
第三确定模块，用于根据所述突变相位分布确定所述超表面的各单元的结构参数以便于根据各所述单元的结构参数设计所述超表面，以实现所述特定功能；所述单元的结构参数包含顶层结构的参数和底层结构的参数，且所述顶层结构的参数和所述底层结构的参数相同，所述顶层结构与所述底层结构的中间为介质层；所述单元的结构参数至少包括在顶层或底层开缝的宽度、相对第一方向上的旋转角度、扇形的弧度以及半径，所述旋转角度为0°或90°；其中，所述单元由中间介质层以及相同的顶层金属结构和底层金属结构构成，所述顶层金属结构和所述底层金属结构具有特殊形状，所述特殊形状处为介质，所述特殊形状具有两个圆弧以及连接两个所述圆弧的直线；所述扇形的弧度是指两个所述圆弧的相邻两条直线边延伸后所构成的夹角；所述半径是指所述圆弧的内环的半径。
9.一种具有特定功能的极化无关超表面的设计装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的具有特定功能的极化无关超表面的设计方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的具有特定功能的极化无关超表面的设计方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310011172.8A CN115764323B (zh) | 2023-01-05 | 2023-01-05 | 具有特定功能的极化无关超表面的设计方法、装置及介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310011172.8A CN115764323B (zh) | 2023-01-05 | 2023-01-05 | 具有特定功能的极化无关超表面的设计方法、装置及介质 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115764323A CN115764323A (zh) | 2023-03-07 |
| CN115764323B true CN115764323B (zh) | 2023-04-07 |
Family
ID=85348220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310011172.8A Active CN115764323B (zh) | 2023-01-05 | 2023-01-05 | 具有特定功能的极化无关超表面的设计方法、装置及介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115764323B (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114597666A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-06-07 | 中国人民解放军空军工程大学 | 反射双面像多功能超表面及设计方法 |
| CN114824814A (zh) * | 2022-04-28 | 2022-07-29 | 东南大学 | 一种基于辐射超表面的空间波极化调控方法及其装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102113089B1 (ko) * | 2019-03-22 | 2020-05-20 | 홍익대학교 산학협력단 | 편파 독립 역지향성 표면 안테나 |
| CN113067158B (zh) * | 2021-03-02 | 2022-06-17 | 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 | 一种宽频电磁相位可调超表面结构 |
| CN113113778B (zh) * | 2021-04-13 | 2023-01-17 | 中国人民解放军空军工程大学 | 基于圆极化透反选择性结构的双功能超表面及其调控方法 |
| CN113708076B (zh) * | 2021-09-10 | 2023-09-26 | 西安电子科技大学 | 一种产生携带轨道角动量的全空间调控的电磁超表面 |
| CN113708077B (zh) * | 2021-09-10 | 2023-09-26 | 西安电子科技大学 | 一种基于幅度和相位调制的波束赋形超表面结构及方法 |
| CN113782977A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-12-10 | 西安电子科技大学 | 基于超表面的多波束反射阵天线及其制造方法 |
| CN114284742B (zh) * | 2021-12-10 | 2023-06-30 | 中国人民解放军空军工程大学 | 数字编码透射超构表面的多波束oam系统 |
| CN114924430A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-08-19 | 桂林电子科技大学 | 一种极化无关的电磁诱导透明超表面器件 |
-
2023
- 2023-01-05 CN CN202310011172.8A patent/CN115764323B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114597666A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-06-07 | 中国人民解放军空军工程大学 | 反射双面像多功能超表面及设计方法 |
| CN114824814A (zh) * | 2022-04-28 | 2022-07-29 | 东南大学 | 一种基于辐射超表面的空间波极化调控方法及其装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115764323A (zh) | 2023-03-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110265789B (zh) | 一种基于多阶相位因子的全介质硅太赫兹涡旋超表面 | |
| Lin et al. | Low-profile wideband metasurface antennas using characteristic mode analysis | |
| EP2688136B1 (en) | Metamaterial polarization converter | |
| CN105071034A (zh) | 一种多模态oam涡旋电磁波微带阵列天线 | |
| CN107275798B (zh) | 超表面透镜天线 | |
| Zhou et al. | Tunable arc-shaped acoustic metasurface carpet cloak | |
| CN204966687U (zh) | 一种多模态oam涡旋电磁波微带阵列天线 | |
| CN105789908B (zh) | 一种新型圆极化或双圆极化柱面龙伯透镜天线 | |
| CN109301490A (zh) | 一种应用于宽频带多模涡旋波束生成的几何相位超表面 | |
| CN105826692A (zh) | 基于超表面产生具有汇聚效果的涡旋波束的透镜及方法 | |
| Nayeri | Advanced design methodologies and novel applications of reflectarray antennas | |
| CN114597666A (zh) | 反射双面像多功能超表面及设计方法 | |
| Wang et al. | Hybrid-phase approach to achieve broadband monostatic/bistatic RCS reduction based on metasurfaces | |
| CN115764323B (zh) | 具有特定功能的极化无关超表面的设计方法、装置及介质 | |
| Sun et al. | Generation of orbital angular momentum and focused beams with tri-layer medium metamaterial | |
| Sun et al. | A general method for designing a radome to enhance the scanning angle of a phased array antenna | |
| CN115441203A (zh) | 透反射全旋向解耦多功能超表面集成器件及其设计方法 | |
| EP3172798A1 (en) | Lens design method and radiation source substrate | |
| CN102544743B (zh) | 一种微波天线 | |
| Su et al. | Construction of Three-Dimensional Microwave Helical Beams Using Huygens’ Metasurface | |
| Zang et al. | A bi-dimensional compressed Luneburg lens antenna for miniaturization based on transformation optics | |
| CN109786975B (zh) | 一种oam涡旋电磁波轨道平面全向辐射的实现装置 | |
| Guo et al. | Analysis and design of a broadband metasurface-based vortex beam generator | |
| Zhong et al. | Generation of broadband high-modal and high-purity OAM using PB phase metasurface | |
| CN114665276A (zh) | 一种用于电磁波调控的反射式超表面单元结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231110 Address after: No. 801, 802, 803, 809, 810, 811, Building B, Sanxiang Nanhu Jiayuan, Xianghu Street, Furong District, Changsha City, Hunan Province, 410000 Patentee after: Hunan Xinchuangyuan Technology Co.,Ltd. Address before: No. 1015, Fenglin Third Road, Yuelu District, Changsha City, Hunan Province, 410205 Patentee before: HUNAN FIRST NORMAL University |