[发明专利]一种超薄传输式超表面相位调控基本单元

权利要求书

1.一种超薄传输式超表面相位调控基本单元，其特征在于：基本单元包括自上而下一次设置的表层金属结构层（1）、上层介质板层（2）、中间雪花型金属贴片（3）、下层介质板层（4）和底层金属结构层（5）；所述表层金属结构层（1）包括贴附于上层介质板层（2）上表面的第一方形金属环（11）和第一方形金属贴片（12），第一方形金属环（11）位于四周边缘，第一方形贴片（12）位于上层介质板层（2）上表面的中央；所述中间雪花型金属贴片（3）贴附于上层介质板层（2）与下层介质板层（4）的交界面处的中央；底层金属结构层（5）包括依附于下层介质板层（4）下表面的第二方形金属环（51）和第二方形金属贴片（52），第二方形金属环（51）位于四周边缘，第二方形贴片（52）位于下层介质板层（4）下表面的中央。

2.根据权利要求1所述的基本单元，其特征在于：所述基本单元的周期边长a为9-11mm；所述第一方形金属环（11）和第二方形金属环（51）的宽度b的变化范围均为0.28-1.05mm；第一方形金属贴片（12）和第二方形金属贴片（52）的边长c的变化范围均为7.0-8.34mm；所述中间雪花型金属贴片（3）的带凹槽方形的边长d变化范围为6.33-6.872mm，凹槽深度e变化范围为0.935-1.566mm，凹槽的宽度f均为2.4-2.6mm，从凹槽中心所引出的矩形长条的宽度g均为0.4-0.6mm，矩形长条的长度i变化范围为2.72-3.148mm；所述上层介质板层（2）和下层介质板层（4）的厚度h均为0.4-0.6mm，介电常数均为2.8-3.2，损耗角正切均为-0.002-0.004，且上层介质板层（2）和下层介质板层（4）采用相同介质。

3.根据权利要求1所述的基本单元，其特征在于：所述基本单元的周期边长a为10mm；所述第一方形金属环（11）和第二方形金属环（51）的宽度b的变化范围均为0.38-0.95mm；第一方形金属贴片（12）和第二方形金属贴片（52）的边长c的变化范围均为7.1-8.24mm；所述中间雪花型金属贴片（3）的带凹槽方形的边长d变化范围为6.43-6.772mm，凹槽深度e变化范围为1.035-1.466mm，凹槽的宽度f均为2.4-2.6mm，从凹槽中心所引出的矩形长条的宽度g均为0.4-0.6mm，矩形长条的长度i变化范围为2.82-3.048mm；所述上层介质板层（2）和下层介质板层（4）的厚度h均为0.5mm。

4.根据权利要求1-3所述的基本单元，其特征在于：所述超表面基本单元共有13种基本状态；在正入射平面波的照射下独立地产生13种不同的相位响应，13种相位响应分别对应“0”-“12”数字态编码。

5.根据权利要求4所述的超表面基本单元，其特征在于：13种基本单元的工作状态中，“0”对应第一方形金属环（11）和第二方形金属环（51）的宽度b为0.95mm，第一方形金属贴片（12）和第二方形金属贴片（52）的边长c为7.1mm，且中间雪花型金属贴片（3）的带凹槽方形的边长d为6.43mm，凹槽深度e为1.035mm，矩形长条的长度i为2.82mm；“1”对应第一方形金属环（11）和第二方形金属环（51）的宽度b为0.9mm，第一方形金属贴片（12）和第二方形金属贴片（52）的边长c为7.2mm，且中间雪花型金属贴片（3）的带凹槽方形的边长d为6.46mm，凹槽深度e为1.07mm，矩形长条的长度i为2.84mm；“2”对应第一方形金属环（11）和第二方形金属环（51）的宽度b为0.85mm，第一方形金属贴片（12）和第二方形金属贴片（52）的边长c为7.3mm，且中间雪花型金属贴片（3）的带凹槽方形的边长d为6.49mm，凹槽深度e为1.105mm，矩形长条的长度i为2.86mm；“3”对应第一方形金属环（11）和第二方形金属环（51）的宽度b为0.8mm，第一方形金属贴片（12）和第二方形金属贴片（52）的边长c为7.4mm，且中间雪花型金属贴片（3）的带凹槽方形的边长d为6.52mm，凹槽深度e为1.14mm，矩形长条的长度i为2.88mm；“4”对应第一方形金属环（11）和第二方形金属环（51）的宽度b为0.75mm，第一方形金属贴片（12）和第二方形金属贴片（52）的边长c为7.5mm，且中间雪花型金属贴片（3）的带凹槽方形的边长d为6.55mm，凹槽深度e为1.175mm，矩形长条的长度i为2.9mm；“5”对应第一方形金属环（11）和第二方形金属环（51）的宽度b为0.7mm，第一方形金属贴片（12）和第二方形金属贴片（52）的边长c为7.6mm，且中间雪花型金属贴片（3）的带凹槽方形的边长d为6.58mm，凹槽深度e为1.21mm，矩形长条的长度i为2.92mm；“6”对应第一方形金属环（11）和第二方形金属环（51）的宽度b为0.65mm，第一方形金属贴片（12）和第二方形金属贴片（52）的边长c为7.7mm，且中间雪花型金属贴片（3）的带凹槽方形的边长d为6.61mm，凹槽深度e为1.245mm，矩形长条的长度i为2.94mm；“7”对应第一方形金属环（11）和第二方形金属环（51）的宽度b为0.6mm，第一方形金属贴片（12）和第二方形金属贴片（52）的边长c为7.8mm，且中间雪花型金属贴片（3）的带凹槽方形的边长d为6.64mm，凹槽深度e为1.28mm，矩形长条的长度i为2.96mm；“8”对应第一方形金属环（11）和第二方形金属环（51）的宽度b为0.55mm，第一方形金属贴片（12）和第二方形金属贴片（52）的边长c为7.9mm，且中间雪花型金属贴片（3）的带凹槽方形的边长d为6.67mm，凹槽深度e为1.315mm，矩形长条的长度i为2.98mm；“9”对应第一方形金属环（11）和第二方形金属环（51）的宽度b为0.5mm，第一方形金属贴片（12）和第二方形金属贴片（52）的边长c为8.0mm，且中间雪花型金属贴片（3）的带凹槽方形的边长d为6.7mm，凹槽深度e为1.35mm，矩形长条的长度i为3.0mm；“10”对应第一方形金属环（11）和第二方形金属环（51）的宽度b为0.45mm，第一方形金属贴片（12）和第二方形金属贴片（52）的边长c为8.1mm，且中间雪花型金属贴片（3）的带凹槽方形的边长d为6.73mm，凹槽深度e为1.385mm，矩形长条的长度i为3.02mm；“11”对应第一方形金属环（11）和第二方形金属环（51）的宽度b为0.4mm，第一方形金属贴片（12）和第二方形金属贴片（52）的边长c为8.2mm，且中间雪花型金属贴片（3）的带凹槽方形的边长d为6.76mm，凹槽深度e为1.42mm，矩形长条的长度i为3.04mm；“11”对应第一方形金属环（11）和第二方形金属环（51）的宽度b为0.4mm，第一方形金属贴片（12）和第二方形金属贴片（52）的边长c为8.2mm，且中间雪花型金属贴片（3）的带凹槽方形的边长d为6.76mm，凹槽深度e为1.42mm，矩形长条的长度i为3.04mm；“12”对应第一方形金属环（11）和第二方形金属环（51）的宽度b为0.38mm，第一方形金属贴片（12）和第二方形金属贴片（52）的边长c为8.24mm，且中间雪花型金属贴片（3）的带凹槽方形的边长d为6.772mm，凹槽深度e为1.466mm，矩形长条的长度i为3.048mm。