[发明专利]一种基于梯度超表面的可调线极化波束分离器

摘要

本发明属于超表面技术领域，具体为一种基于梯度超表面的可调线极化波束分离器。本发明以TGMS单元为基础，将6个TGMS单元按顺时针方向依次旋转30°，得到具有相位梯度的TGMS超单元；再将TGMS超单元在水平面内沿x和y两个正交方向上进行若干个二维周期延拓，并通过TGMS下层的微带偏置线对x方向上的每排TGMS单元进行馈电，即得到具有多种功能的可调线极化波束分离器；所述的TGMS单元为三层金属结构，上层由一对等大金属贴片和开口微带线组成，微带线中间的开口用于加载PIN二级管；中层为金属地板且中心由两层金属圆柱和包裹上层圆柱的圆环槽组成；下层金属结构为电刷结构。本发明大大提高了线极化波束分离器的转换效率（达到89%以上），实现了波束分离工作频段的切换和调控。

主权项

1.一种基于梯度超表面的可调线极化波束分离器，其特征在于，以可调梯度超表面TGMS单元为基础，将6个TGMS单元按顺时针方向依次旋转30°，得到具有相位梯度的TGMS超单元；再将TGMS超单元在水平面内沿x和y两个正交方向上进行若干个二维周期延拓，并通过TGMS下层的微带偏置线对x方向上的每排TGMS单元进行馈电，即得到具有多种功能的可调线极化波束分离器；所述的TGMS单元由三层金属结构、两层介质板以及连接三层金属结构的金属化过孔组成；其中，上层金属结构由一对等大金属贴片和开口微带线组成，微带线中间的开口用于加载PIN二极管；中层金属结构为金属地板且中心由两层金属圆柱和包裹上层圆柱的圆环槽组成，圆柱与金属化过孔完全电连接，圆环槽用于隔离圆柱和地板；下层金属结构为电刷结构，由对称开口的圆环结构SRR以及上下对称且加载集总电感的两根高阻抗细微带线组成；工作时，通过上层旋转结构产生线极化波束分离需要的几何贝尔相位，下层SRR结构保持同步旋转并通过金属化过孔对上层PIN二极管进行直流偏置，同时下层结构的非对称效应将会被中间地板层隔离。