[发明专利]一种波束分离元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种波束控制元件，尤其涉及一种波束分离元件。

背景技术

波速分离是指将辐射源辐射的电磁波转换为两束或多束向不同方向传播的电磁波。波束分离装置广泛的用于各类电子装置产品，例如雷达、微波天线等中。

现有的波束分离装置均通过非常复杂的系统来控制波束的分离，需要经过精密的设计和多个电子元器件的配合才能达到所需的效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种易于实现、结构简单的波束分离元件。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是提出一种波束分离元件，其包括功能层和反射板，所述功能层包括基材以及在基材上周期排布的多个第一人造金属微结构，所述功能层具有相对的第一表面和第二表面，所述反射板紧贴于所述功能层第一表面上；所述功能层包括一个圆形区域和与该圆形区域同心的环形区域，所述环形区域内随着半径的增大，从环形区域所具有的最小折射率n_min连续增大到最大折射率n_max且相同半径处的折射率相同，所述圆形区域内折射率分布均匀且所述圆形区域内折射率值小于所述环形区域内最小折射率值。

进一步地，所述圆形区域内填充的介质为空气。

进一步地，所述功能层环形区域上，以所述功能层中心点为圆心，半径为r处的折射率分布为：

n(r)=nmax-nmax-nminλ*((r-d2)2+ss2-ss)]]>

其中，n_max和n_min分别代表所述功能层环形区域所具有的最大折射率值和最小折射率值，λ为所述波束分离元件所需响应的电磁波的波长，d为所述功能层的厚度，ss为辐射源距所述功能层的垂直距离。

进一步地，所述多个第一人造金属微结构在所述功能层的环形区域上的排布规律为：随着半径的增大，从功能层环形区域所具有的最小折射率n_min对应的第一人造金属微结构的最小尺寸连续增大到最大折射率n_max对应的第一人造金属微结构的最大尺寸，且相同半径处的第一人造金属微结构尺寸相同。

进一步地，所述功能层的第二表面上还紧贴有阻抗匹配层，所述阻抗匹配层包括基材以及在基材上周期排布的第二人造金属微结构；所述阻抗匹配层包括一个圆形区域以及与所述圆形区域同心的环形区域，所述阻抗匹配层的圆形区域的尺寸与所述功能层的圆形区域的尺寸相同；所述阻抗匹配层环形区域内随着半径的增大，从阻抗匹配层环形区域所具有的最小折射率连续增大到阻抗匹配层环形区域所具有的最大折射率且相同半径处的折射率相同。

进一步地，所述阻抗匹配层环形区域上，以所述阻抗匹配层中心点为圆心，半径为r处的折射率分布为：