基于梯度超表面的反射型线-圆极化转换器设计

本文设计了同时具有线-圆极化转换和出射波偏折功能的反射型极化转换器通过六个不同结构参数的改进型十字结构四分之一波片组成一维相位梯度超表面,将此超表面分别在x和y方向进行周期排布,设计了极化转换器.通过理论分析、仿真计算和实验测试,验证了该极化转换器在13.8-14.7 GHz频带内实现了高效线一圆极化转换和奇异反射.仿真并测试了镜面反射率、反射功率密度谱和轴比特性,仿真结果和测试结果的一致性良好,结果表明该极化转换器在13.8-14.7 GHz频带内的镜面反射率小于-10 dB,轴比小于2 dB,而且反射波的偏折方向与理论分析相一致.

一种超宽带反射型相位梯度超表面设计

为获得反射型相位梯度超表面的宽带响应,设计了一种"靶"形结构单元,在11~19 GHz的频带内,不同尺寸的单元可获得基本不变的反射相位差。使用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics进行了仿真,仿真结果表明,由该单元组成的超表面在设计频带内有明显的奇异反射现象。计算了5个频点处反射角的理论值,均与仿真结果一致。加工了包含单元数为30×30、尺寸为180 mm×180 mm的超表面样品,测试了超表面的反射率,测试结果与仿真结果相吻合。提出的超表面可应用在许多方面,如超宽带隐身、雷达散射截面的降低和设计高增益天线等。

超宽带相位梯度超表面设计

设计了一种超宽带相位梯度超表面,在电磁波垂直照射条件下能够在15~20 GHz频段内观察到明显的奇异反射现象。提出了一种双＂工＂型亚波长结构的单元,且不同尺寸单元的反射相位差在设计频段内基本保持不变,保证了其超宽带工作。利用该单元设计了单元数为31×30,尺寸为186 mm×180 mm的相位梯度超表面,并在15 GHz,17.5 GHz,20 GHz 3个频点观察到了明显的奇异反射现象,验证了所设计超表面的宽带特性。最后,对该超表面进行了加工并测试,测试结果与仿真结果吻合良好。