[发明专利]基于透射型相位梯度超表面的人工表面等离激元耦合器

权利要求书

1.一种基于透射型相位梯度超表面的人工表面等离激元耦合器，其特征在于，包括相位梯度超表面和方贴片阵列，所述相位梯度超表面位于所述方贴片阵列正上方，二者之间具有间隙；相位梯度超表面由超表面结构单元组成，每个结构单元由三层金属结构和两层介质组成，其中上下层金属为相互正交的金属栅结构，中间层为斜置的双箭头结构；方贴片阵列由金属方贴片、介质基板和金属背板三部分组成。

2.如权利要求1所述的耦合器，其特征在于，所述相位梯度超表面和方贴片阵列之间的距离是h_c＝9mm。

3.如权利要求1所述的耦合器，其特征在于，所述单元结构的单元周期p＝6mm，两层介质采用厚度h＝3mm的F4B介质基板，其相对介电常数ε_r＝2.65，损耗角正切值tanδ＝0.001，金属栅结构周期s＝2mm及宽度b＝0.2mm，双箭头结构的长度l＝7.7mm、臂长d＝1.2mm及线宽g＝0.2mm。

4.如权利要求3所述的耦合器，其特征在于，采用5个子结构单元构成相位梯度超表面的超单元，相邻子结构单元间的相位差为72°，选取的5个子结构单元的中间层双箭头阵结构参数分别为：子结构单元1：l＝7.7mm，d＝1.2mm，g＝0.2mm；子结构单元2：l＝7.7mm，d＝2.6mm，g＝0.2mm；子结构单元3：l＝7.5mm，d＝3.55mm，g＝0.15mm；子结构单元4：l＝7.6mm，d＝2.3mm，g＝0.2mm；子结构单元5：l＝7.8mm，d＝3.0mm，g＝0.2mm。

5.如权利要求1所述的耦合器，其特征在于，所述方贴片阵列结构参数为：周期p＝6mm，贴片长度a＝5mm，采用的F4B介质基板的厚度为h₂＝2mm，介电常数ε_r＝2.65。