[发明专利]一种非互易功能可定制的非线性超表面

权利要求书

1.一种非互易功能可定制的非线性超表面，其特征在于，包括：电可调透射电磁表面、两个空间电磁波强度感应模块和一个数字控制模块；两个空间电磁波强度感应模块分别用于监视正向和反向入射电磁波的强度，两个空间电磁波强度感应模块与数字控制模块的输入端连接；数字控制模块输出直流电压控制信号，数字控制模块输出端与电可调透射电磁表面的第一金属层连接；

电可调透射电磁表面由一种亚波长单元呈周期排列而成，亚波长单元包括自上而下依次叠加放置的第一金属层、第一介质层、第二金属层、第二介质层、第三金属层、第三介质层、第四金属层；

第一金属层包含位于单元中间的正方形贴片和它外围的方形环贴片，以及两个金属贴片之间的变容二极管，变容二极管阳极与方形环贴片连接，阴极与正方形贴片连接，方向为x方向；第二金属层包含一条贴片导线，方向为y方向；第三和第四金属层分别为尺寸不相同的正方形贴片，每个单元包含一个金属盲孔，将第一金属层中心和第二金属层上导线连接在一起；

两个空间电磁波强度感应模块分别用于监视正向和反向入射的电磁波强度，分别输出携带各自方向电磁波强度信息的直流电压信号，每个空间电磁波强度感应模块包含一个定向天线和整流电路；

监视正向入射的电磁波强度的空间电磁波强度感应模块的定向天线包含位于第一金属层的一个矩形贴片、半波振子、一段传输线以及位于第二金属层的反射地；模块的整流电路在天线后端，位于第一金属层，由射频检波芯片及其外围电路构成，用于接收到来自天线的电磁能量，根据电磁强度输出相应的直流电压信号；

监视反向入射的电磁波强度的空间电磁波强度感应模块的定向天线包含位于第四金属层的一个矩形贴片、半波振子、一段传输线以及位于第三金属层的反射地；模块的整流电路在天线后端，位于第四金属层，由射频检波芯片及其外围电路构成，用于监视反向空间电磁波强度；

每个AD/DA模块内包含一个数模AD子模块和一个模数DA子模块，FPGA内预加载了需要实现的非互易程序。

2.如权利要求1所述的非互易功能可定制的非线性超表面，其特征在于，一个数字控制模块包括FPGA开发板和安装在其扩展口上的两个AD/DA模块，将电磁感应模块输出的直流信号输入AD子模块，得到携带电磁波强度信息的数字信号，并将数字信号馈入FPGA开发板，FPGA开发板内预加载了需要实现的非互易程序，FPGA开发板根据电磁波的方向及其强度以及需要实现的非互易功能，输出数字控制信号，DA子模块将数字控制信号转换为直流电压控制信号，将此控制信号加到第一金属层所有单元的方形环贴片整体与第二金属层贴片导线之间，即所有并联变容二极管两端，即可控制透射电磁表面的透射系数，最终实现所需的非互易性能。