[发明专利]一种应用于定向辐射调制的表面人工电磁材料

摘要

一种应用于定向辐射调制的表面人工电磁材料。该材料的制作步骤如下：(1)选择基底金属材料；(2)确定中心馈源的形状以及和辐射源的频段；(3)确定要制作a类凹槽的周期p，宽度w以及槽深l；(4)确定b类凹槽的周期d，宽度a和深度h；(5)在金属基板上一侧制作周期A类凹槽和周期B类凹槽，即可以得到定向辐射的表面人工电磁材料。本发明可以实现对金属表面波等效波矢的调制。在A类凹槽和B类凹槽的共同作用下，可以达到对远场辐射特性的调控。

主权项

一种应用于定向辐射调制的表面人工电磁材料，其特征在于所述材料的制作步骤如下：(1)选择金属基底材料；(2)在金属基底材料中心处嵌入波导馈源，并选择波导馈源辐射波的频段范围；(3)在金属基底材料上制作多个一维A类凹槽，所述A类凹槽的周期p与波导辐射源辐射的波长相当，宽度w为5mm～6mm，深度l为4mm～5mm；A类凹槽起散射表面波到自由空间的作用；(4)在每两个A类凹槽之间的金属区域刻蚀一维B类凹槽，B类凹槽的周期为d，宽度为a和深度h；所述b类凹槽的周期d远小于波长，为波长的1/20～1/10；宽度a范围选择为d周期的1/5～3/5；深度为一变量，调节表面等效波矢；由于B类凹槽的周期和几何尺寸远小于工作波长，则可将其等效为高折射率的表面人工电磁材料，由此材料决定的等效表面波的波矢ksp满足 k sp 2 = k 0 2 + k 0 2 ( a d ) 2 tan ( k 0 h ) - - - ( 1 ) 其中k0为辐射源辐射电磁波信号的波矢，其数值大小范围由辐射源的频率范围决定；a为B类凹槽的宽度，d为B类凹槽的周期，h为B类凹槽的深度；根据公式(1)可针对不同的辐射源频率选择B类凹槽的深度h的值可以得到特定的表面波波矢ksp，由于表面波波矢与入射波波矢之间的耦合即可以得到特定方向的电磁场定向辐射。