[发明专利]一种极化状态与波束指向同时调控的超表面凹面反射镜

摘要

本发明提出了一种极化状态与波束指向同时调控的超表面凹面反射镜，主要解决现有电磁波调控设备无法在凹面表面上同时调控极化状态与波束指向的问题，包括载体和覆贴在该载体圆柱形凹面上的超表面，超表面由m×n个超表面单元周期性排列而成，超表面单元包括介质板、金属谐振环贴片和金属地板，金属谐振环贴片采用矩形环结构，其任意一边与入射线极化电磁波的电场方向之间的夹角为45度，用于产生呈90°相位差的主极化和交叉极化两个电场分量，且通过调整矩形环结构的两个边长的尺寸，可以调控极化转换效率和反射相位。本发明可以实现线极化电磁波转换成其它任意极化的电磁波，同时实现波束指向的调控，可用于微波通信与雷达探测系统。

主权项

1.一种极化状态与波束指向同时调控的超表面凹面反射镜，其特征在于，包括载体(1)和超表面(2)，其中：所述载体(1)，采用外侧表面为圆柱形凹面的立体结构；所述超表面(2)，由m×n个超表面单元(21)周期性排列而成，m≥5，n≥5，所述超表面单元(21)包括介质板(211)、印制在介质板(211)一个侧面的金属谐振环贴片(212)和另一个侧面的金属地板(213)，所述金属谐振环贴片(212)采用矩形环结构，其任意一边与入射线极化电磁波的电场方向之间的夹角为45度，用于产生呈90°相位差的主极化和交叉极化两个电场分量，所述矩形环结构两个边长的尺寸，由该矩形环结构在超表面(2)上所处位置的极化转换效率η和主极化反射相位确定；所述超表面(2)覆贴在载体(1)的圆柱形凹面上，用于实现将入射的线极化平面电磁波转换成其它任意极化状态的平面电磁波，同时实现波束指向的调控；所述主极化反射相位的计算公式为：其中，θ是超表面(2)所要实现的反射波束指向，k是传播常数，△x和△h是矩形环结构分别在x和z方向上到反射镜凹面上中心点的距离，是任意相位常数。