[发明专利]一种双频段全空间幅度相位独立可调数字编码超表面

权利要求书

1.一种双频段全空间幅度相位独立可调数字编码超表面，其特征在于：该数字编码超表面由45× 45个基本单元周期排列构成，每个基本单元由依次堆叠有第一金属层(1)、第一介质层(2)、第二金属层(3)、第二介质层(4)和第三金属层(5)构成；第一金属层（1）为C形金属环，第二金属层（3）为刻有C形金属槽的金属层，第三金属层（5）为C形金属环；第一金属层（1）C形环与第二金属层（3）C形金属槽的开口大小和方向始终保持一致，第三金属层（5）的C形金属环开口方向与大小可进行独立设计，不受第一层金属环干扰；所有的金属环的开口角度在-45度和+45度。

2.根据权利要求1所述的双频段全空间幅度相位独立可调数字编码超表面，其特征在于：所述的基本单元结构周期为10mm。

3.根据权利要求1所述的双频段全空间幅度相位独立可调数字编码超表面，其特征在于：所述第一介质层(2)的厚度为3mm，第二介质层(4)的厚度为3mm，这两个介质层的介电常数为2.2和2.65，正切损耗角为0.001。

4.根据权利要求1所述的双频段全空间幅度相位独立可调数字编码超表面，其特征在于：所述的第一金属层（1）C形金属环的一侧具有开口，开口关于对角线对称；第二金属层（3）为刻有C形金属槽的金属层，C形金属槽的几何结构与第一金属层（1）相同。

5.根据权利要求1所述的双频段全空间幅度相位独立可调数字编码超表面，其特征在于：所述的第三金属层（5）为C形金属环，金属环的一侧具有开口，开口关于对角线对称；第三金属层（5）的直径要小于第一金属层（1）的直径。

6.根据权利要求1所述的双频段全空间幅度相位独立可调数字编码超表面，其特征在于：所述的第一金属层（1）和第二金属层（3）的C形金属环的开口方向和开口大小发生改变，透射电磁波的幅度和相位被有效调制，透射相位与幅度与第一金属层（1）和第二金属层（3）C形金属环的开口大小和方向实现映射。

7.根据权利要求6所述的双频段全空间幅度相位独立可调数字编码超表面，其特征在于：所述的第一金属层（1）的幅度和相位设计标准为：

式中：N为超表面上基本单元的个数，A_n为超表面上第n个基本单元幅度与相位响应，F_n, d_xn, d_yn, 为焦平面上第n个焦点的焦距和焦点在焦平面的位置坐标。

8.根据权利要求7所述的双频段全空间幅度相位独立可调数字编码超表面，其特征在于：所述的第一金属层（1）的幅度和相位设计标准可映射到第一金属层（1）C形环的开口方向与开口大小；依照所得到的开口方向和开口大小，将所设计包含N×N单元的超表面上第一金属层（1）和第三金属层的C形环进行有序排列，实现在近范围内的多焦点聚焦功能，并且焦点的个数和强度均可独立控制。

9.根据权利要求1所述的双频段全空间幅度相位独立可调数字编码超表面，其特征在于：所述的第一金属层（1）C形金属环、第二金属层（3）C形金属槽、第三金属层（5）C形金属环，通过改变第一金属层与第三金属层C形环的开口方向α₁，α₂，以及第一金属层与第三金属层C形环的开口大小β₁和β₂的值就可以实现对透射系数和反射系数的独立调控。