[发明专利]一种声学超表面及声涡旋波发生器

权利要求书

1.一种声学超表面，其特征在于，为圆柱腔体结构；

圆柱腔体结构包括：

至少4个相位单元，每个相位单元为扇形柱体，至少4个扇形柱体基于圆柱腔体结构的中心轴围成圆柱腔体结构；

至少4个相位单元的按照相位梯度递增的方式在0至2π上环线排列；

相位单元的侧视二维图形为轴对称图形；

每个相位单元高度h和宽度l一致，两两相邻相位单元通过实心板连接；

每个相位单元的侧视二维图形的形状为由左边界和右边界形成的中括号的形状，左边界和右边界内部为至少一个用于产生偏转相位的横隔板对应的矩形。

2.根据权利要求1所述的声学超表面，其特征在于，相位单元为6个，具体包括：第一相位单元、第二相位单元、第三相位单元、第四相位单元、第五相位单元和第六相位单元；第一相位单元产生的偏转相位为0°～5°、第二相位单元产生的偏转相位为60°～65°、第三相位单元产生的偏转相位为120°～126°、第四相位单元产生的偏转相位为176°～180°、第五相位单元产生的偏转相位为233°～240°和第六相位单元产生的偏转相位为297°～300°。

3.根据权利要求1所述的声学超表面，其特征在于，入射入声学超表面的入射波的波长为λ。

4.根据权利要求3所述的声学超表面，其特征在于，第一相位单元、第二相位单元的所有横隔板对应的矩形的厚度l₀和宽度l₁均对应一致；

第三相位单元、第四相位单元、第五相位单元和第六相位单元的所有横隔板对应的矩形的宽度l₁为第一相位单元、第二相位单元的横隔板对应的矩形的宽度l₁的一半。

5.根据权利要求3所述的声学超表面，其特征在于，

第一相位单元的左边界和右边界的顶边和底边的长度都为第一w₁＝0.14λ～0.15λ；

第一相位单元的左边界和右边界的顶边和底边的厚度都为第一h₁＝0.057λ～0.059λ；

第一相位单元的左边界和右边界的边界的厚度第一w₂＝0.01λ～0.04λ。

6.根据权利要求3所述的声学超表面，其特征在于，

第二相位单元的左边界和右边界的顶边和底边的长度都为第二w₁＝0.19λ～0.21λ；

第二相位单元的左边界和右边界的顶边和底边的厚度都为第二h₁＝0.057λ～0.059λ；

第二相位单元的左边界和右边界的边界的厚度第二w₂＝0.01λ～0.04λ。

7.根据权利要求3所述的声学超表面，其特征在于，

第三相位单元的左边界和右边界的顶边和底边的长度都为第三w₁＝0.125λ～0.145λ；

第三相位单元的左边界和右边界的顶边和底边的厚度都为第三h₁＝0.108λ～0.115λ；

第三相位单元的左边界和右边界的边界的厚度第三w₂＝0.01λ～0.04λ；

第三相位单元包括2个横隔板。

8.根据权利要求3所述的声学超表面，其特征在于，

第四相位单元的左边界和右边界的顶边和底边的长度都为第四w₁＝0.15λ～0.175λ；

第四相位单元的左边界和右边界的顶边和底边的厚度都为第四h₁＝0.108λ～0.11λ；

第四相位单元的左边界和右边界的边界的厚度第四w₂＝0.01λ～0.04λ；

第四相位单元包括2个横隔板。