一种LTCC双极化超构表面、分波器及电磁波调控方法

专利2025-04-21  22


本申请属于电磁波,尤其涉及一种ltcc双极化超构表面、分波器及电磁波调控方法。


背景技术:

1、超构表面是将设计好的散射体有序排列在二维平面上,可在该二维平面上赋予新的电磁特性。当前的超构表面通常采用一个源将球面波照到预先设计好的阵列上,并将入射波从每个单元反射出去,从而完成对入射波的调控。

2、在相关技术中,难以通过简单低成本的结构对不同的电磁波进行同时调控。

3、因此,如何简单低成本的实现对不同电磁波的同时调控是本领域技术人员目前需要解决的问题。


技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种ltcc双极化超构表面、分波器及电磁波调控方法,旨在解决传统技术中的难以通过简单低成本的结构对不同的电磁波进行同时调控的问题。

2、本申请实施例的第一方面提出了一种ltcc双极化超构表面,所述超构表面包括:

3、第一散射单元,用于接收并反射电磁波;

4、第二散射单元,所述第二散射单元与所述第一散射单元间隔设置,所述第二散射单元用于接收并反射电磁波,且第二散射单元的极化方向不同于与所述第一散射单元的极化方向;

5、其中,第一散射单元包括至少两个沿着第一方向设置的第一散射体,所述至少两个第一散射体电连接;

6、第二散射单元包括至少两个沿着第二方向设置的第二散射体,所述至少两个第二散射体电连接;所述第一方向与所述第二方向交叉设置。

7、在本申请的部分实施例中,所述第一散射体包括第一子散射体、第二子散射体、第三子散射体以及第四子散射体;所述第一子散射体和所述第二子散射体沿着第一方向设置,所述第三子散射体沿着第二方向设置在所述第一子散射体的一侧,所述第四子散射体沿着所述第二方向设置在所述第二子散射体的一侧;所述第一子散射体和所述第二子散射体电连接,以及所述第三子散射体和所述第四子散射体电连接。

8、在本申请的部分实施例中,所述第二散射体包括第五子散射体、第六子散射体、第七子散射体以及第八子散射体;所述第五子散射体和所述第六子散射体沿着第一方向设置,所述第七子散射体沿着第二方向设置在所述第五子散射体的一侧,所述第八子散射体沿着所述第二方向设置在所述第六子散射体的一侧;所述第五子散射体和所述第七子散射体电连接,以及所述第六子散射体和所述第八子散射体电连接。

9、在本申请的部分实施例中,所述超构表面还包括第三散射单元,所述第三散射单元与所述第一散射单元以及所述第二散射单元间隔设置;所述第三散射单元用于接收并反射电磁波,且所述第三散射单元相较于所述第一散射单元对电磁波进行不同的相位调制。

10、在本申请的部分实施例中,所述第三散射单元包括第九子散射体、第十子散射体、第十一子散射体以及第十二子散射体,所述第九子散射体和所述第十子散射体沿着第一方向设置,所述第十一子散射体沿着第二方向设置在所述第九子散射体的一侧,所述第十二子散射体沿着所述第二方向设置在所述第十子散射体的一侧。

11、在本申请的部分实施例中,所述超构表面还包括第四散射单元,所述第四散射单元与所述第一散射单元、所述第二散射单元以及所述第三散射单元间隔设置;所述第四散射单元用于接收并反射电磁波,且所述第四散射单元相较于所述第二散射单元对电磁波进行不同的相位调制。

12、在本申请的部分实施例中,所述第四散射单元包括第十三子散射体、第十四子散射体、第十五子散射体以及第十六子散射体,所述第十三子散射体和所述第十四子散射体沿着第一方向设置,所述第十五子散射体沿着第二方向设置在所述第十三子散射体的一侧,所述第十六子散射体沿着所述第二方向设置在所述第十四子散射体的一侧;其中,第十三子散射体、所述第十四子散射体、所述第十五子散射体以及第十六子散射体均电连接。

13、在本申请的部分实施例中,所述超构表面还包括介质层,所述第一散射单元、所述第二散射单元、所述第三散射单元以及第四散射单元设置在所述介质层上;其中,所述介质层由低温共烧陶瓷制成。

14、在本申请的部分实施例中,所述超构表面还包括所述第一散射单元、所述第二散射单元、所述第三散射单元以及第四散射单元中的散射体通过金属枝节进行电连接。

15、在本申请的部分实施例中,所述第一方向与所述第二方向垂直。

16、第二方面,本申请还提供一种分波器,包括上述的ltcc双极化超构表面。

17、第三方面,本申请还提供一种电磁波调控方法,所述调控方法应用在上述的ltcc双极化超构表面上;所述调控方法包括:

18、获取不同极化所需反射角度对应的相位分布;

19、获取在单一极化下每一散射单元对应的补偿相位,得到整个表面对应的单一极化相位表;

20、对所述单一极化相位表进行离散化为二值阵列,得到单一极化下对应的排布阵列表;

21、根据所述相位分布以及所述排布阵列表获取排布阵列;

22、按照所述排布阵列在所述ltcc双极化超构表面上生成第一散射单元、第二散射单元、第三散射单元以及第四散射单元的阵列。

23、本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是:上述的一种ltcc双极化超构表面、分波器及电磁波调控方法,该超构表面包括第一散射单元和第二散射单元;第一散射单元用于接收并反射电磁波;第二散射单元与第一散射单元间隔设置,第二散射单元用于接收并反射电磁波,且第二散射单元的极化方向不同于与第一散射单元的极化方向;第一散射单元包括至少两个沿着第一方向设置的第一散射体,至少两个第一散射体电连接;第二散射单元包括至少两个沿着第二方向设置的第二散射体,至少两个第二散射体电连接;第一方向与第二方向交叉设置;本申请中仅通过对第一散射体和第二散射体分布位置的调节,实现了第一散射单元和第二散射单元能够具有不同的极化方向,以调控不同的电磁波,本申请的超构表面结构简单并且成本低。



技术特征:

1.一种ltcc双极化超构表面,其特征在于,所述超构表面包括:

2.根据权利要求1所述的ltcc双极化超构表面,其特征在于,所述第一散射体包括第一子散射体、第二子散射体、第三子散射体以及第四子散射体;所述第一子散射体和所述第二子散射体沿着第一方向设置,所述第三子散射体沿着第二方向设置在所述第一子散射体的一侧,所述第四子散射体沿着所述第二方向设置在所述第二子散射体的一侧;所述第一子散射体和所述第二子散射体电连接,以及所述第三子散射体和所述第四子散射体电连接。

3.根据权利要求1所述的ltcc双极化超构表面,其特征在于,所述第二散射体包括第五子散射体、第六子散射体、第七子散射体以及第八子散射体;所述第五子散射体和所述第六子散射体沿着第一方向设置,所述第七子散射体沿着第二方向设置在所述第五子散射体的一侧,所述第八子散射体沿着所述第二方向设置在所述第六子散射体的一侧;所述第五子散射体和所述第七子散射体电连接,以及所述第六子散射体和所述第八子散射体电连接。

4.根据权利要求1所述的ltcc双极化超构表面,其特征在于,所述超构表面还包括第三散射单元,所述第三散射单元与所述第一散射单元以及所述第二散射单元间隔设置;所述第三散射单元用于接收并反射电磁波,且所述第三散射单元相较于所述第一散射单元对电磁波进行不同的相位调制。

5.根据权利要求4所述的ltcc双极化超构表面,其特征在于,所述第三散射单元包括第九子散射体、第十子散射体、第十一子散射体以及第十二子散射体,所述第九子散射体和所述第十子散射体沿着第一方向设置,所述第十一子散射体沿着第二方向设置在所述第九子散射体的一侧,所述第十二子散射体沿着所述第二方向设置在所述第十子散射体的一侧。

6.根据权利要求4所述的ltcc双极化超构表面,其特征在于,所述超构表面还包括第四散射单元,所述第四散射单元与所述第一散射单元、所述第二散射单元以及所述第三散射单元间隔设置;所述第四散射单元用于接收并反射电磁波,且所述第四散射单元相较于所述第二散射单元对电磁波进行不同的相位调制。

7.根据权利要求6所述的ltcc双极化超构表面,其特征在于,所述第四散射单元包括第十三子散射体、第十四子散射体、第十五子散射体以及第十六子散射体,所述第十三子散射体和所述第十四子散射体沿着第一方向设置,所述第十五子散射体沿着第二方向设置在所述第十三子散射体的一侧,所述第十六子散射体沿着所述第二方向设置在所述第十四子散射体的一侧;其中,第十三子散射体、所述第十四子散射体、所述第十五子散射体以及第十六子散射体均电连接。

8.根据权利要求4所述的ltcc双极化超构表面,其特征在于,所述超构表面还包括介质层,所述第一散射单元、所述第二散射单元、所述第三散射单元以及第四散射单元设置在所述介质层上;其中,所述介质层由低温共烧陶瓷制成。

9.根据权利要求8所述的ltcc双极化超构表面,其特征在于,所述超构表面还包括所述第一散射单元、所述第二散射单元、所述第三散射单元以及第四散射单元中的散射体通过金属枝节进行电连接。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的ltcc双极化超构表面,其特征在于,所述第一方向与所述第二方向垂直。

11.一种分波器,其特征在于,包括权利要求1至10任意一项所述的ltcc双极化超构表面。

12.一种电磁波调控方法,其特征在于,所述调控方法应用在权利要求1至10任意一项所述的ltcc双极化超构表面上;所述调控方法包括:


技术总结
本申请提供一种LTCC双极化超构表面、分波器及电磁波调控方法,超构表面包括第一散射单元和第二散射单元;第一散射单元、第二散射单元均用于接收并反射电磁波;第二散射单元与第一散射单元间隔设置,且第二散射单元的极化方向不同于与第一散射单元的极化方向;第一散射单元包括至少两个沿着第一方向设置的第一散射体,至少两个第一散射体电连接;第二散射单元包括至少两个沿着第二方向设置的第二散射体,至少两个第二散射体电连接;第一方向与第二方向交叉设置;本申请中仅通过对第一散射体和第二散射体分布位置的调节,实现了第一散射单元和第二散射单元能够具有不同的极化方向,以调控不同的电磁波,本申请的超构表面结构简单并且成本低。

技术研发人员:张青峰,吴瑾瑜,刘柏杨,汪宏
受保护的技术使用者:南方科技大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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