[发明专利]同时调控表面波和传播波的新型人工电磁表面及制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及人工电磁材料，尤其是一种可以同时调控表面波和传播波的新型人工电磁表面，可以用于微波，毫米波和太赫兹等波段。

背景技术

新型人工电磁表面为人们调控电磁波提供了丰富的手段，但人们在利用新型人工电磁表面调控电磁波时，通常将调控表面波和调控辐射波分开来进行，对于一个具有信息传播和信息处理的系统来说，我们通常处理表面波携带的信息，而利用传播波来传播这些信息，这样就要求有一种合适的表面波和传播波的转换装置。

发明内容

发明目的：提供一种可以同时调控表面波和传播波的人工电磁表面，以解决现有技术的上述问题。

技术方案：一种同时调控表面波和传播波的新型人工电磁表面，包括按照一定顺序设置的介质基板、金属层和表面结构；所述表面结构由尺寸不同的方形贴片组成两个相邻的圆形区域；在一个圆形区域，方形贴片组成一表面波龙伯透镜，在另一个圆形区域，方形贴片组成一基于全息光学的人工表面。

在表面波龙伯透镜区域，其表面折射率n_s分布如下：

ns=2-(r/RL)2]]>

其中R_L为龙伯透镜半径，r为透镜中某点与透镜中心的距离。

所述的同时调控表面波和传播波的新型人工电磁表面的制作方法，包括如下步骤：

步骤1：建立新型人工电磁表面的单元结构尺寸与表面折射率和表面阻抗的关系；

步骤2：按照表面折射率和表面阻抗的分布排列不同尺寸的单元结构。

有益效果：本发明利用表面龙波透镜控制表面波，利用全息表面调控辐射波，实现了表面波和辐射波的转换。同时，将两者结合在一起，实现了同时控制表面波和辐射波的目的。本发明可以作为表面波信息处理系统的终端，用来接收和辐射携带信息的电磁波，并可以通过缩放尺寸使其应用在不同频段。

附图说明

图1是本发明的结构原理图。

图2是图1中A处的放大示意图。

图3是图1中B处的放大示意图。

图4是是将激励点源置于两个圆形部分接触点的示意图。

图5是用喇叭激励新型人工电磁表面的示意图。

图6是单元结构的表面折射率。

图7是单元结构的表面折射率和表面阻抗与单元结构尺寸的关系。

图8是本发明的贴片尺寸分布。

图9是本发明的结构示意图。

图10是将激励点源置于两个圆形部分接触点时的仿真和测试结果。

图10(a)是仿真的xoy面E_z分布。

图10(b)是仿真的yoz面上的E_x分布。

图10(c)是仿真的xoz面上的E_x分布。

图10(d)是测试的xoy面E_z分布。

图10(e)是测试的yoz面上的E_x分布。

图10(f)是测试的xoz面上的E_x分布。

图11是用喇叭激励新型人工电磁表面时的仿真和测试结果。

图11(a)是仿真的xoy面E_z分布。

图11(b)是测试的xoy面E_z分布。

图11(c)是仿真的xoz面上的E_y分布。

图11(d)是仿真的xoz面E_x分布。

具体实施方式

如图1所示，本发明包含两个圆形部分，其中小圆是表面龙伯透镜，大圆部分是微波全息表面。对于小圆部分，我们基于几何光学得到其表面折射率n_s分布：