[发明专利]基于人工电磁材料的极化转换方法及极化转换器

权利要求书

1.一种基于人工电磁材料的极化转换方法，其特征在于：

通过设计人工电磁材料的结构，控制电磁波在构成极化转换器的人工电磁材料中传播，使其在垂直于波传播方向的平面里，不同方向的电场的透射系数的关系，达到从一种入射波极化状态到另一种出射波极化状态的转换，所满足的透射系数关系是：若定义电磁波传播的方向为三维直角坐标系的x轴，将电场E分解为相互垂直的两个电场分量E_y和E_z，E‾=y^Ey+z^Ez]]>，这两个方向的电场通过构成极化转换器的材料的透射系数T^y和T^z满足：

1)对于将任意极化状态的入射波转换为线极化出射波的情况，

|T^y|/|T^z|＝p|E_z|/|E_y|

ang(T^y)-ang(T^z)＝±nπ-[ang(E_y)-ang(E_z)]

其中n＝0，1，2，…，p为出射波线极化方向与z轴夹角θ的正切值，0≤p≤1，ang(T^y)和ang(T^z)表示T^y和T^z的相对相位，ang(E_y)和ang(E_z)表示E_y和E_z的相对相位；

2)对于将任意极化状态的入射波转换为椭圆极化出射波的情况，该情况下定义y轴和z轴使椭圆为极化椭圆为正椭圆，

|T^y|/|T^z|＝p|E_z|/|E_y|

ang(Ty)-ang(Tz)=±nπ2-[ang(Ey)-ang(Ez)]]]>

其中n＝1，2，…，p为出射波极化椭圆的y方向的轴长与z方向的轴长之比，ang(T^y)和ang(T^z)表示T^y和T^z的相对相位，ang(E_y)和ang(E_z)表示E_y和E_z的相对相位。

2.一种基于人工电磁材料的极化转换器，其特征在于：

由单元结构为电耦合电容电感谐振环的人工电磁材料构成，电耦合电容电感谐振环是具有电谐振性质的开口金属环状结构，附着在介质基板上，电耦合电容电感谐振环在x方向，y方向和z方向成周期排布，在x方向周期单元数为2，其构成的极化转换器使电磁波在线极化与圆极化之间转换。

3.一种基于人工电磁材料的极化转换器，其特征在于：

由单元结构为电耦合电容电感谐振环的人工电磁材料构成，电耦合电容电感谐振环是具有电谐振性质的开口金属环状结构，附着在介质基板上，电耦合电容电感谐振环在x方向，y方向和z方向成周期排布，在x方向周期单元数为4，其构成的极化转换器使线极化入射波转换为与之呈交叉极化的另一种线极化出射波。