[发明专利]一种不可展曲面超表面器件

权利要求书

1.一种不可展曲面超表面器件，其特征在于，包括：球面体结构以及形成在所述球面体结构上的超表面极化转换器，所述超表面极化转换器包括多个按照相位调控规则排布到所述球面体结构的相位调控超表面单元，其中，所述相位调控规则包括相位调控超表面单元的调控相位与该相位调控超表面单元所在位置之间的关系。

2.根据权利要求1所述的不可展曲面超表面器件，其特征在于，所述相位调控超表面单元的调控相位与该相位调控超表面单元的位置之间的关系为：

其中，α_i表示第i个相位调控超表面单元的调控相位，α₀表示相位调控超表面单元的的初始相位，f₀表示相位调控频率点，R表示所述球面体结构的半径，p表示所述相位调控超表面单元的边长，c表示光速，且c＝3×10⁸m/s，x_i表示第i个相位调控超表面单元所在位置。

3.根据权利要求1所述的不可展曲面超表面器件，其特征在于，每个所述相位调控超表面单元均包括位于所述球面体结构上的导电背板层，以及依次位于所述导电背板层上的中间介电层和导电结构层。

4.根据权利要求3所述的不可展曲面超表面器件，其特征在于，所述导电背板层的制作材料包括氧化铟锡，所述中间介电层的制作材料包括玻璃，所述导电结构层的制作材料包括银。

5.根据权利要求3所述的不可展曲面超表面器件，其特征在于，所述导电结构层包括第一双圆环和第二双圆环，所述第一双圆环和所述第二双圆环关于所述相位调控超表面单元的对角线对称围成非封闭式圆环，所述非封闭式圆环内设置直线导线和矩形框导线，所述直线导线的两端分别连接所述第一双圆环和所述第二双圆环，且所述直线导线穿过所述矩形框导线设置，并在穿过所述矩形框导线后将所述矩形框导线平分成两个新的矩形框导线。

6.根据权利要求5所述的不可展曲面超表面器件，其特征在于，所述直线导线设置在所述相位调控超表面单元的对角线上。

7.根据权利要求5所述的不可展曲面超表面器件，其特征在于，所述第一双圆环包括第一内环线和第一外环线，所述第二双圆环包括第二内环线和第二外环线，所述第一内环线和所述第二内环线对称围成非封闭式内圆环，所述第一外环线和所述第二外环线对称围成非封闭式外圆环，所述第一内环线和所述第二内环线之间间隔第一距离，所述第一外环线和所述第二外环线之间间隔第二距离，所述第二距离大于所述第一距离，所述直线导线的两端分别连接所述第一内环线和所述第二内环线，所述第一内环线和所述第二内环线均具有第一圆弧角度，所述第一外环线和所述第二外环线均具有第二圆弧角度，所述第一圆弧角度和所述第二圆弧角度成线性关系，所述第一圆弧角度和所述第二圆弧角度的变化均能影响所述相位调控超表面单元的调控相位。

8.根据权利要求7所述的不可展曲面超表面器件，其特征在于，所述第一圆弧角度与所述第二圆弧角度之间的关系为：

t₂＝0.63*t₁+11.7，

其中，t₂表示第二圆弧角度，t₁表示第一圆弧角度。

9.根据权利要求3所述的不可展曲面超表面器件，其特征在于，所述导电结构层的形状包括非闭合双圆环结构和/或“中”字型结构。

10.根据权利要求1所述的不可展曲面超表面器件，其特征在于，每个所述相位调控超表面单元均通过垂直映射方式映射到所述球面体结构上。