[发明专利]不对称电磁波传播的多功能手征超构表面

权利要求书

1.一种超构表面单元，以下简称为“单元”，其特征在于，单元由三层介质和四层金属贴片组成；三层介质自上而下或自下而上看，其表面均为正方形；整个单元自上而下看依次为：沿-z轴方向看依次为类似镜像的“S”型的第一层金属贴片、第一层介质板、与x轴的夹角为135°倾斜放置的长方形的第二层金属贴片、第二层介质板、以第一层金属贴片成手性结构的第三层金属贴片、第三层介质板和带缝隙的第四层金属贴片；其中

三层介质板的参数完全相同，并且上下表面均为正方形，边长为p，p就是单元的周期长度；

第一层金属贴片表面类似镜像的“S”型，共由表面为四边形的七段金属贴片依次连接而成，各段之间不留缝隙，其中第一、第七段与z轴平行，第二、第六段与x轴呈α度，第三、第五段与x轴平行，第四段亦与x轴呈α度，显然，第四段与第二、第六段平行并且位于二者之间；第一层金属贴片的中心与介质板的中心重合，每段四边形金属贴片的宽度均为w₁；第四段金属贴片的边长l₁；第三、第五段金属贴片长度均为l₂；第二、第六段金属贴片长均为l₃；第一、第七段金属贴片长度均为l₄；

第二层金属贴片表面形状为长方形且与x轴的夹角为β，此长方形金属贴片的中心与介质板重合，其中长方形的长度为l₅，宽度为w₂；

第三层金属贴片与第一层金属贴片成手性结构，金属贴片的中心与介质板的中心重合，七段长方形金属贴片的宽度和长度与第一层金属贴片的参数相同；

第四层金属贴片由两个表面为相反的L型和两个表面为类似Z型的金属贴片组成，按照自左向右的次序，依次是L型金属贴片、第一Z型金属贴片、第二Z型金属贴片、反L型金属贴片；其中L型金属贴片包括竖杆和横杆两部分，竖杆宽度w₃，竖杆长度w₆，横杆长度w₄，横杆宽度w₅；第一Z型金属贴片包括上横杆、竖杆、下横杆三部分，上横杆、下横杆长度w₇，上横杆、下横杆宽度w₅；竖杆宽度w₈，竖杆长度w₆，竖杆长度w₆包含上横杆、下横杆宽度w₅；第二Z型金属贴片形状与第一Z型金属贴片完全相同，第一Z型金属贴片的竖杆与第二Z型金属贴片的竖杆之间的距离s₁，第一Z型金属贴片的上横杆与第二Z型金属贴片的上横杆之间的距离s₂；四个金属贴片作为一个整体，其中心与介质板的中心重合；

不对称电磁波传播的多功能手征超构表面单元的四层金属贴片厚度根据需要确定。

2.如权利要求1所述的超构表面单元，其特征在于，边长p在10-20mm范围内；介质厚度t在1-3mm范围内。

3.如权利要求2所述的超构表面单元，其特征在于，边长p为15mm；介质厚度t为2mm；介电常数在2.0-4.4范围内。

4.如权利要求1所述的超构表面单元，其特征在于，第一层金属贴片，宽度w₁在1-3mm范围内；第四段金属贴片的边长l₁在14-18mm范围内；第三、第五段金属贴片长度l₂在4-8mm范围内；第二、第六段金属贴片长l₃在4-8mm范围内；第一、第七段金属贴片长度l₄在2-6mm范围内。

5.如权利要求4所述的超构表面单元，其特征在于，第一层金属贴片，宽度w₁为2mm；第四段金属贴片的边长l₁为17mm；第三、第五段金属贴片长度l₂为6.5mm；第二、第六段金属贴片长l₃为6.3mm；第一、第七段金属贴片长度l₄为4mm，α＝45度。

6.如权利要求1所述的超构表面单元，其特征在于，第二层金属贴片的长方形的长度l₅在1-18mm范围内；宽度w₂在0.1-3mm范围内。