[发明专利]基于全相位范围调节的石墨烯超表面的构建方法

权利要求书

1.一种基于全相位范围调节的石墨烯超表面的构建方法，应用于计算机装置中，其特征在于，该方法包括如下步骤：

构建一个用于全相位范围调节的石墨烯反射单元，该石墨烯反射单元包括最上层的石墨烯贴片、中间层的石英介质板以及底层的金属地板，所述石墨烯贴片的长边与三维空间坐标轴X轴的旋转角度为θ，；

从输入待构建的石墨烯超表面所需的石墨烯反射单元的数量；

计算待构建的石墨烯超表面各个位置处的相位分布来确定构成石墨烯超表面的每个石墨烯单元上石墨烯贴片的旋转角度θ，所述石墨烯超表面各个位置处的反射相位分布通过下式进行计算：

其中，Φ(x,y)为每个位置处的反射相位，为每个位置处的方位角，l为拓扑模式的取值，x和y分别为横纵坐标位置；

根据待构建的石墨烯超表面的每个石墨烯单元上石墨烯贴片的旋转角度将所有石墨烯单元组合成石墨烯超表面将所有石墨烯单元组合成石墨烯超表面。

2.如权利要求1所述的基于全相位范围调节的石墨烯超表面的构建方法，其特征在于，所述构建一个用于全相位范围调节的石墨烯反射单元的步骤包括如下具体步骤：

确定石墨烯反射单元的三层组成结构；

计算石墨烯贴片的电导率；

利用PB相位法计算石墨烯贴片设置在石英介质板上表面的旋转角度；

输入初始尺寸参数至HFSS仿真软件中建立石墨烯反射单元的仿真模型；

对石墨烯反射单元的仿真模型进行仿真分析得到仿真分析结果；

利用仿真分析结果得出石墨烯反射单元的实际尺寸参数；

按照石墨烯反射单元的实际尺寸参数以及石墨烯贴片设置在石英介质板上表面的旋转角度构建所述用于产生基于全相位范围调节的石墨烯超表面。

3.如权利要求2所述的基于全相位范围调节的石墨烯超表面的构建方法，其特征在于，所述石墨烯反射单元由三层结构组成的长方体结构，所述石墨烯贴片为矩形，所述石英介质板和金属地板均为一种上下表面均为正方形的长方体结构，所述石墨烯贴片设置在石英介质板的上表面，且石墨烯贴片的长边与三维空间坐标轴X轴之间的夹角为θ，金属地板设置在石英介质板的下表面，石墨烯贴片的平面中心点的平面坐标与石英介质板的平面中心点的平面坐标重合。

4.如权利要求3所述的基于全相位范围调节的石墨烯超表面的构建方法，其特征在于，所述石墨烯反射单元的实际尺寸参数如下：所述石墨烯贴片的长度为13.39um、宽度为3.2um；所述石英介质板的边长为14um、厚度为26um；所述金属地板的边长为14um、厚度为1um；θ为0°～180°范围内任意角度。

5.如权利要求2所述的基于全相位范围调节的石墨烯超表面的构建方法，其特征在于，所述石墨烯贴片在低太赫兹频段内的电导率由带内电导率σ_intra决定，并由下式计算：

在公式(1)中，j为虚部单位，e为单位电荷，k_B为波尔兹曼常数，是约化普朗克常数，T是室温，Γ是石墨烯散射率，τ是弛豫时间，ω是角频率，μ_c为化学势。