[发明专利]基于幅度和相位调控的双功能超表面集成器件及设计方法

权利要求书

1.一种基于幅度和相位调控的双功能超表面集成器件，其特征在于，由M*M个具有不同尺寸的超表面单元在平面内等间距周期延拓排列组成；其中，所述超表面单元是各向异性结构；该超表面单元为方形，具体由金属地板、一个三层结构和两层介质板组成；该三层结构从上到下依次记为第I层、II层和III层；金属地板是最底层；第I层和第III层为打印在PET膜上的“I”形ITO电阻薄膜，为亚波长结构，沿x-轴分布，两层的表面电阻和结构完全一样；第II层是由“工”形金属结构和对称分布在其两侧的两个平行的金属贴片组成，构成双模金属谐振器，沿y轴分布；2层介质板中，第一介质板在第II层双模金属谐振器和第III层ITO电阻薄膜之间，第二介质板在第III层ITO电阻薄膜与金属地板之间；第I层和第III层的ITO电阻薄膜工作在x极化波下，第II层金属结构工作在y极化波下；第I层和第III层的“I”形ITO电阻薄膜与第II层的金属结构正交分布，以保证各极化正常工作，也保证很低的交叉极化串扰；所述超表面单元在两个正交极化下可以实现幅度和相位的独立调控；通过选择第I层和第III层ITO电阻薄膜的表面电阻，实现x极化波激发下的宽带吸波功能，通过构造第II层金属结构的相位分布，实现y极化波激发下的多波束辐射或均匀散射功能；

记各单元的结构参数如下：“I”形ITO电阻薄膜线宽度为w₂，长度为l；双模金属谐振器结构长度为a，各部分的线宽度均为w₁，“工”形金属结构两端金属条长度为t，“工”形金属结构与金属贴片的间隙均为g；第一介质板、第二介质板的厚度分别为h₁和h₂；周期为p，即超表面单元的长度；H为超表面单元的厚度。

2.根据权利要求1所述的基于幅度和相位调控的双功能超表面集成器件，其特征在于，优化的所述超表面单元的结构参数如下：p＝8.5mm，H＝3.422mm，g＝0.2mm，w₁＝0.4mm，w₂＝0.8mm，l＝8mm，h₁＝1mm，h₂＝2mm，t＝2.4mm；金属为金属铜，厚度为0.036mm；ITO表面电阻为35Ω/sq。