双层离散介质相位梯度超表面透镜设计

针对多层介质堆叠带来的介质损耗和不便加工等问题,利用介质离散单元设计了一款双层多频点超表面聚焦透镜。依据开口谐振环原理,设计了变形“工”字型、双“T”型的电容耦合臂结构作为超表面单元的金属层,采用两种单元分段覆盖的方式实现了360°的透射相位覆盖,并完成不同频段透射幅度的互补。仿真与测试结果表明,在14 GHz~17 GHz的Ku频段内,能够实现对x极化波的聚焦功能。中心频率15 GHz处,单元的透射率在0.83左右。阵列聚焦效果较优,所实现的3 dB焦斑直径约为22 mm,焦距为40 mm。通过单元介质离散化处理,相较于传统超表面透镜减少了层数,降低了介质损耗,简化了设计方式。该超表面透镜结构设计在通信等领域具有广泛的应用前景。