[发明专利]一种反射型超宽带太赫兹极化可重构圆极化器

说明书

技术领域

本发明涉及电磁波极化器技术领域，具体是一种反射型超宽带太赫兹极化可重构圆极化器。

背景技术

圆极化波在干扰、抗干扰方面具有显著优势，在电子侦察、卫星通信等领域普遍采用圆极化波，而关于圆极化器的设计也一直是科研热点。目前，对极化器的研究正向着太赫兹波段、宽频带、多极化转换、小型化、高效率转换等方向发展。传统的极化器厚度较厚，结构复杂，不利于集成、效率低、极化方式单一、带宽窄。近年来，超材料以其奇异的电磁特性引起了学者们的广泛关注，在电磁波极化状态控制方面也有重要应用。超表面是一种由周期或者非周期的人工单元结构排列构成的复合电磁材料，属于二维超材料，具有超薄的特点，厚度只有工作波长的十几分之一，甚至几十分之一。通过改变单元结构满足所需的电磁参数，进而实现对电磁波的调控。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种反射型超宽带太赫兹极化可重构圆极化器，该极化器能在超宽带范围内高效地将线极化波转换为圆极化波，而且结构简单，易于加工、极化方式多元化。

实现本发明目的的技术方案是：

一种反射型超宽带太赫兹极化可重构圆极化器，由在同一水平面内周期性排列的M×N个单元结构组成；所述的单元结构包括依次堆放的金属地板层、中间介质层和双开口谐振方环结构层；所述的双开口谐振方环结构层是由两个成中心对称的L形条组成各向异性的双开口方环结构。

所述的金属地板层，厚度为0.1～0.5um。

所述的金属地板层，最佳厚度为0.2um，金属材质为金、银、铜中的一种。

所述的中间介质层，介电常数为2.5～3.5，厚度为40～55um。

所述的中间介质层，为聚酰亚胺、二氧化硅、三氧化二铝中的一种。

所述的双开口谐振方环结构层，环臂到单元结构边界的距离为5～20um，臂长为40～50um，臂宽为2～10um。

所述的双开口谐振方环结构层，厚度为1nm～0.5um。

所述的双开口谐振方环结构层，材质为金、银、铜、石墨烯中的一种。

所述的周期性排列的M×N个单元结构，M＝N，周期长度为80～110um。

本发明提供的一种反射型超宽带太赫兹极化可重构圆极化器，具有很强的实用性，能在太赫兹波段超宽带范围内高效地将线极化波转换为圆极化波，而且结构简单，易于加工、在宽入射角范围内仍具有良好的线-圆极化转换性能、具有极化可重构的特点。此外，通过调整结构参数，该极化器还能用于其它频段，在天线设计、隐身技术等方面具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明的三维单元结构示意图；

图2为本发明的单元结构的俯视图；

图3为本发明实施例的反射波两垂直分量的反射系数的幅度和相位比较图；

图4为本发明y极化线极化波入射时的极化率图；

图5为本发明x极化线极化波入射时的极化率图；

图6为本发明的轴比图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步阐述，但不是对本发明的限定。

实施例：

如图1、图2所示，由在同一水平面内周期性排列的M×N个单元结构组成；所述的单元结构包括依次堆放的金属地板层、中间介质层和双开口谐振方环结构层；所述的双开口谐振方环结构层3是由两个成中心对称的L形条4组成各向异性的双开口方环结构。

所述的金属地板层1，是厚度为0.2um，电导率为5.8×10⁷S/m的铜层。

所述的中间介质层2，是介电常数为3，厚度为47um的聚酰亚胺层。

所述的双开口谐振方环结构层，是厚度为0.2um的铜层，环臂到单元结构边界的距离为10um，臂长为44um，臂宽为5um。

所述的单元结构周期排列是沿着水平横向x方向和垂直水平横向的纵向y方向呈线型排列，横向与纵向排列的单元结构个数相等，周期长度为92um。