一种多频段极化和传播特性可调控的电磁超表面

1.本发明涉及人工电磁材料技术领域，特别是涉及一种多频段极化和传播特性可调控的电磁超表面。


背景技术：

2.电磁波的极化在电磁波传播中起着至关重要的作用，特别是在可见光谱和微波频段引起了越来越多的关注和兴趣。如何选择性的调节电磁波在传播过程中的极化形式是一个重要的课题。从微波频段到可见光范围内，极化调控器件在多极化通信、卫星通信、传感、光谱分析等有良好的应用前景。相比于传统的极化转换器，极化转换超表面具有体积小、易加工、易集成、低损耗等优势，已经成为替代传统极化调控器件的有效选择。
3.随着人们对超表面和超材料研究的日益深入，大量的极化调控超材料和超表面已经被设计出来，根据极化转换的形式分为线极化波到线极化波的转换，线极化波到圆极化波的转换。根据电磁波传播的方向分为反射型和透射型极化转换超表面。现有技术中，大多数的极化转换超表面只能够实现单一的反射或者透射波的极化调控，大大限制了应用的自由度，无法实现多频段、多功能极化调控。


技术实现要素：

4.发明目的：本发明的目的是提供一种多频段、多功能极化特性可调控的电磁超表面。
5.技术方案：为实现上述目的，本发明所述的一种多频段极化和传播特性可调控的电磁超表面，包括介质板和固定在介质板上的周期阵列；所述的周期阵列包含多组二维阵列排布且长宽相同的基本单元，每个基本单元包含两个圆心重合、半径不同的金属环，大金属环上设有第一切口和第二切口，小金属环上设有第三切口和第四切口，每个切口宽度相同，第一切口和第三口切口中线重合，第二切口和第四切口中线重合，第一切口和第二切口中线和圆心的连线夹角成90
°
。
6.其中，金属环的厚度为0.001-0.035mm。
7.其中，将第一个切口和第三个切口放置在x坐标方向上，第二个切口和第四个切口放置在y坐标方向上，入射波从正z轴向-z轴方向入射到超表面上，能够在三个频段内实现不同的极化特性调控的功能，第一个频段内实现四种极化调控功能，第二频段实现两种调控功能，第三个频段实现四种极化调控功能。
8.其中，第一个频段实现四种极化调控功能分别是：
9.x方向极化的线极化波经过超表面的极化调控作用，反射波和透射波为等功率的右旋圆极化波；
10.y方向极化的线极化波经过超表面的极化调控作用，反射波和透射波为等功率的左旋圆极化波；
11.左旋圆极化经过超表面的极化调控作用，沿+z方向反射波为y极化的极化波，沿-z
方向的透射波为x方向极化的线极化波；
12.右旋圆极化经过超表面的极化调控作用，沿+z方向反射波为x极化的极化波，沿-z方向的透射波为y方向极化的线极化波。
13.其中，第二频段实现两种调控功能分别为：
[0014]-45
°
方向极化的线极化波入射到超表面，电磁波被全反射，极化特性不变；
[0015]
+45
°
方向极化的线极化波入射到超表面，电磁波全透射，极化特性不变。
[0016]
其中，第三个频段实现四种极化调控功能分别为：
[0017]
x方向极化的线极化波经过超表面的极化调控作用，反射波和透射波为等功率的左旋圆极化波；
[0018]
y方向极化的线极化经过超表面的极化调控作用，反射波和透射波为等功率的右旋圆极化波；
[0019]
左旋圆极化经过超表面的极化调控作用，沿+z方向反射波为x极化的极化波，沿-z方向的透射波为y方向极化的线极化波；
[0020]
右旋圆极化经过超表面的极化调控作用，沿+z方向反射波为y极化的极化波，沿-z方向的透射波为x方向极化的线极化波。
[0021]
有益效果：本发明具有如下优点：本发明所提出的多频段极化和传播特性多功能可调控的电磁超表面，在第一个频段内实现了四个极化特性变换功能，第二频段内实现了两个传播特性调控的功能，在第三个频段内实现了四个极化特性变换功能。本发明所述电磁超表面提供的极化和传输特性的功能多样、控制简单、易于加工、大大提高了应用的自由度，可广泛用于调控设备或无线通信系统中。
附图说明
[0022]
图1是本发明实施例中电磁超表面周期结构内的单元结构示意图；
[0023]
图2是本发明实施例中电磁超表面的周期结构和功能示意图；
[0024]
图3是本发明实施例中线极化波入射到超表面后，反射系数和透射系数的幅度和相位曲线；
[0025]
图4是本发明实施例中反射和透射圆极化波的轴比曲线；
[0026]
图5是本发明实施例中-45
°
和+45
°
方向极化的线极化波入射到超表面后，反射系数和透射系数的幅度曲线。
具体实施方式
[0027]
下面结合实施例和附图对本发明的技术方案作详细说明。
[0028]
如图1所示，为本发明周期结构内一个单元的具体实施例结构。电磁超表面包括具有支撑作用的介质基板1、外半径为r1的第一双开口金属环、外半径为r2的第二个双开口金属环组成；介质基板1的厚度是t，长度和宽度均为p，相对介电常数εr可根据使用需求选择；第一个金属环包含长圆弧段2和短圆弧段3，环线的宽度都为w1，两个圆弧段之间包含第一个切口6和第二个切口7，两个切口的宽度都为s1；第二个金属环包含长圆弧段4和短圆弧段5，环线的宽度都为w2，两个圆弧段之间包含第三个切口8和第四个切口9，两个切口宽度都为s2。将第一个切口6和第三个切口8放置在x坐标方向，第二切口7和第四个切口9放置在y
坐标方向。
[0029]
通过选择结构参数，可以改变三个频段的频率和工作的带宽，频段和结构参数相关，改变结构参数，三个频段的频率也发生变化，但频段之间的相对关系不变、实现的功能也不变，本实施例选择了一组参数，获得三个频段。在本实施例中选择的参数为：t＝1mm，εr＝2.65，p＝9mm，r1＝4.4mm，r2＝1.8mm，w1＝0.3mm，w2＝0.8mm，s1＝0.75mm，s2＝1mm，金属环的厚度为0.001-0.035mm。
[0030]
如图2所示，为本发明电磁超表面的周期结构和功能示意图，入射波从正z轴向-z轴方向入射到超表面上，能够在三个频段内实现不同的极化特性调控的功能，第一个频段内实现四种极化调控功能，第二频段实现两种调控功能，第三个频段实现四种极化调控功能。
[0031]
其中，第一个频段实现四种极化调控功能分别是：x方向极化的线极化波经过超表面的极化调控作用，反射波和透射波为等功率的右旋圆极化波；y方向极化的线极化波经过超表面的极化调控作用，反射波和透射波为等功率的左旋圆极化波；左旋圆极化经过超表面的极化调控作用，沿+z方向反射波为y极化的极化波，沿-z方向的透射波为x方向极化的线极化波；右旋圆极化经过超表面的极化调控作用，沿+z方向反射波为x极化的极化波，沿-z方向的透射波为y方向极化的线极化波。
[0032]
在第一个频段内四个功能实现的基本原理分别为：
[0033]
(1)沿-z方向传输、x方向极化的线极化波入射到超表面上，经过超表面的调控，使得沿+z方向传输的反射波中x极化分量和y极化分量的幅度相等，相位相差+90
°
，形成右旋圆极化波；沿-z方向传输的透射波中x极化分量和y极化分量的幅度相等，相位相差-90
°
，同样形成右旋圆极化波；
[0034]
(2)沿-z方向传输、y方向极化的线极化波入射到超表面上，经过超表面的调控，使得沿+z方向传输的反射波中x极化分量和y极化分量的幅度相等，相位相差-90
°
，形成左旋圆极化波；沿-z方向传输的透射波中x极化分量和y极化分量的幅度相等，相位相差+90
°
，同样形成左旋圆极化波；
[0035]
(3)沿-z方向传输的左旋圆极化波入射到超表面，经过超表面的调控，沿+z方向传输的反射波中，x方向的场分量幅度相等，相位相反，相互抵消，y方向的场分量幅度相等，相位相同，相互叠加，所以反射波只有y方向极化的线极化波；沿-z方向传输的反射波中，x方向的场分量幅度相等，相位相同，相互叠加，y方向的场分量幅度相等，相位相反，相互抵消，所以反射波只有x方向极化的线极化波；
[0036]
(4)沿-z方向传输的右旋圆极化波入射到超表面，经过超表面的调控，沿+z方向传输的反射波中，x方向的场分量幅度相等，相位相同，相互叠加，y方向的场分量幅度相等，相位相反，相互抵消，所以反射波只有x方向极化的线极化波；沿-z方向传输的反射波中，x方向的场分量幅度相等，相位相反，相互抵消，y方向的场分量幅度相等，相位相同，相互叠加，所以反射波只有y方向极化的线极化波；
[0037]
其中，第二频段实现两种调控功能分别为：-45
°
方向极化的线极化波入射到超表面，电磁波被全反射，极化特性不变；+45
°
方向极化的线极化波入射到超表面，电磁波全透射，极化特性不变。
[0038]
在第二个频段内两个功能实现的基本原理分别为：
[0039]
(1)-45
°
方向极化的线极化波入射到超表面，由于入射波可以分解成初始相位是0
°
的x方向的线极化波和初始相位为-180
°
的y方向的线极化波；两个方向的电磁波经过超表面的调控，x极化到x极化的同极化反射和y极化到x极化的交叉极化反射的分量等幅同相而叠加，相位为-180
°
，x极化到y极化的交叉极化反射和y极化到y极化的同极化反射的分量也等幅同相而叠加，相位为0
°
，所以反射波仍为-45
°
方向的线极化波；x极化到x极化的同极化透射和y极化到x极化的交叉极化透射的分量等幅反相而抵消，x极化到y极化的交叉极化透射和y极化到y极化的同极化透射的分量也等幅反相而抵消；所以没有透射波；
[0040]
(2)+45
°
方向极化的线极化波入射到超表面，由于入射波可以分解成初始相位均为0
°
的x方向和y方向的线极化波；两个方向的电磁波经过超表面的调控，x极化到x极化的同极化反射和y极化到x极化的交叉极化反射的分量等幅反相而抵消，x极化到y极化的交叉极化反射和y极化到y极化的同极化反射的分量也等幅反相而抵消，所以没有反射波；x极化到x极化的同极化透射和y极化到x极化的交叉极化透射的分量等幅同相而叠加，相位为0
°
，x极化到y极化的交叉极化透射和y极化到y极化的同极化透射的分量也等幅同相而叠加，相位为0
°
，所以透射波极化方向仍然为+45
°
。
[0041]
其中，第三个频段实现四种极化调控功能分别为：x方向极化的线极化波经过超表面的极化调控作用，反射波和透射波为等功率的左旋圆极化波；y方向极化的线极化经过超表面的极化调控作用，反射波和透射波为等功率的右旋圆极化波；左旋圆极化经过超表面的极化调控作用，沿+z方向反射波为x极化的极化波，沿-z方向的透射波为y方向极化的线极化波；右旋圆极化经过超表面的极化调控作用，沿+z方向反射波为y极化的极化波，沿-z方向的透射波为x方向极化的线极化波。
[0042]
在第三个频段内四个功能实现的基本原理分别为：
[0043]
(1)沿-z方向传输、x方向极化的线极化波入射到超表面上，经过超表面的调控，使得沿+z方向传输的反射波中x极化分量和y极化分量的幅度相等，相位相差-90
°
，形成左旋圆极化波；沿-z方向传输的透射波中x极化分量和y极化分量的幅度相等，相位相差+90
°
，同样形成左旋圆极化波；
[0044]
(2)沿-z方向传输、y方向极化的线极化波入射到超表面上，经过超表面的调控，使得沿+z方向传输的反射波中x极化分量和y极化分量的幅度相等，相位相差+90
°
，形成右旋圆极化波；沿-z方向传输的透射波中x极化分量和y极化分量的幅度相等，相位相差-90
°
，同样形成右旋圆极化波；
[0045]
(3)沿-z方向传输的左旋圆极化波入射到超表面，经过超表面的调控，沿+z方向传输的反射波中，x方向的场分量幅度相等，相位相同，相互叠加，y方向的场分量幅度相等，相位相反，相互抵消，所以反射波只有x方向极化的线极化波；沿-z方向传输的反射波中，x方向的场分量幅度相等，相位相反，相互抵消，y方向的场分量幅度相等，相位相同，相互叠加，所以反射波只有y方向极化的线极化波；
[0046]
(4)沿-z方向传输的右旋圆极化波入射到超表面，经过超表面的调控，沿+z方向传输的反射波中，x方向的场分量幅度相等，相位相反，相互抵消，y方向的场分量幅度相等，相位相同，相互叠加，所以反射波只有y方向极化的线极化波；沿-z方向传输的反射波中，x方向的场分量幅度相等，相位相同，相互叠加，y方向的场分量幅度相等，相位相反，相互抵消，所以反射波只有x方向极化的线极化波。
[0047]
如图3所示，是本发明实施例中x(或y)方向极化的线极化波垂直入射到超表面后，反射系数和透射系数的幅度和相位曲线。图3中，r
xx
(或r
yy
)表示x(或y)方向极化的线极化被反射后，仍然是x(或y)方向线极化波的反射系数，即r
xx
(或r
yy
)表示同极化的反射系数，且或
[0048]ryx
(或r
xy
)表示x(或y)方向极化的线极化被反射后，被转换成y(或x)方向线极化波的反射系数，即r
yx
(或r
yx
)表示交叉极化的反射系数，且或
[0049][0050]
t
xx
(或t
yy
)表示x(或y)方向极化的线极化波透射过超表面，仍然是x(或y)方向线极化波的传输系数，即t
xx
(或t
yy
)表示同极化的传输系数，且或
[0051][0052]
t
yx
(或t
xy
)表示x(或y)方向极化的线极化波透射通过超表面，被转换成y(或x)方向线极化波的传输系数，即t
yx
(或t
xy
)表示交叉极化的传输系数，且或从图3的子图(a)和(b)可以看出，上述反射系数或透射系数的幅度在5-16ghz内的很宽频带内都接近相等，且接近于0.5，实现了技术方案中各个分量幅度相等条件。
[0053]
从图3(c)和(d)可看出，三个频段内同极化反射系数的相位满足：同极化透射系数的相位满足：交叉极化反射系数和透射系数的相位在第一个频段6.5-8ghz附近：(或-270
°
)，在第二个频段9.5-11ghz附近而在第三个频段13.5-15ghz附近
[0054]
本实施例结合图3和技术方案进一步详细说明各频段的工作原理。
[0055]
在第一个频段6.5-8ghz内四个功能的工作原理分别为：
[0056]
(1)沿-z方向传输、x方向的线极化波入射到超表面上，产生反射和透射；沿+z方向传播的反射波中，同极化x方向电场的幅度相位交叉极化y方向电场的幅度相位由于反射波中两个方向电场的幅度相等：相位差：所以沿+z方向传输的反射波是右旋圆极化波
[0057]
沿-z传播的透射波中，同极化x方向电场的幅度相位交叉极化y方向电场的幅度相位由于透射波中两个方向电场幅度相等相位差所以沿-z方向传输的透射波也是右旋圆极化波
[0058]
(2)沿-z方向传输、y方向极化的线极化波入射到超表面上，产生反射和透射；沿+z方向传播的反射波中，交叉极化x方向电场的幅度相位同极化y方向电场的幅度相位为由于反射波中两个方向电场的幅度相等：相位差所以沿+z方向传输的反射波是左旋圆极化波
[0059]
沿-z方向传播的透射波中，交叉极化x方向电场的幅度相位同极化y方向电场的幅度相位为由于透射波中两个方向电场幅度相等相位所以沿-z方向传输的透射波为左旋圆极化波
[0060]
由于同极化的反射系数和透射系数，交叉极化的反射系数和透射系数的幅度均为0.5，所以后续讨论的工作原理时如果没有特殊说明，场量的幅度相等。
[0061]
(3)沿-z方向传输的左旋圆极化波其x分量的初始相位为y分量的初始相位入射到超表面产生反射和透射，反射波中，x方向上，分量的同极化反射场的相位的相位分量的交叉极化反射场的相位二者等幅反相、相互抵消，反射波没有x分量；y方向上，分量的交叉极化反射场的相位的相位分量同极化反射场的相位二者等幅同相、相互叠加获得反射波的y分量；所以反射波是y极化的线极化波
[0062]
在透射波中，x方向上，分量的同极化透射场的相位的相位分量的交叉极化透射的相位二者等幅同相、相互叠加获得透射波的x分量；y方向上，分量的交叉极化透射的相位的相位分量的同极化透射场的相位二者等幅反相、相互抵消，透射波没有y分量；所以透射波是x极化的线极化波
[0063]
(4)沿-z方向传输的右旋圆极化波其x分量的初始相位为y分量的初始相位入射到超表面产生反射和透射，反射波中，x方向上，分量的同极化反射场的相位的相位分量的交叉极化反射场的相位二者等幅同相、相互叠加，获得反射波的x分量；y方向上，分量的交叉极化反射场的相位的相位分量同极化反射场的相位
二者等幅反相、相互抵消，反射波无y分量；所以反射波是x极化的线极化波
[0064]
在透射波中，x方向上，分量的同极化透射场的相位的相位分量的交叉极化透射的相位二者等幅反相、相互抵消，透射波没有x分量；y方向上，分量的交叉极化透射的相位的相位分量的同极化透射场的相位二者等幅同相、相互叠加获得透射波的有分量；所以透射波是y极化的线极化波
[0065]
在第二个频段9.5-11ghz内两个功能的工作原理分别是：
[0066]
(1)-45
°
方向极化的线极化波可分解成从x分量和y分量幅度幅度的初始相位的初始相位的初始相位电磁波入射到超表面产生反射和透射，在x方向上，的同极化反射场的相位的相位的交叉极化反射场的相位二者等幅同相、相互叠加获得反射场的x分量在y方向上，的交叉极化反射场的相位的相位的同极化反射场的相位二者等幅同相、相互叠加获得反射场的y分量和幅度相等，相位相差180度，所以反射波是-45
°
方向极化的线极化波。透射波的x方向上，的同极化透射场的相位的相位的交叉极化透射场的相位二者等幅反相、相互抵消，透射波无x分量；在y方向上，的交叉极化透射场的相位相位的同极化透射场的相位二者等幅反相、相互抵消，透射波没有y分量，所以没有透射波，即获得了极化不变的全反射特性。
[0067]
(2)+45
°
方向极化的线极化波可分解成从x分量和y分量二者幅度相等初始相位相同电磁波入射到超表面产生反射和透射，在x方向上，的同极化反射场的相位的相位的交叉极化反射场的相位二者等幅反相、相互抵消，反射波无x分量在y方向上，的交叉极化反射场的相位的相位的同极化反射场的相位二者等幅反相、相互抵消，反射波也无y分量所以无反射波。透射波的x方向上，的同极化透射场的相位的相位的交叉极化透射场的相位二者等幅同相、相互叠加获得透射波的x分量在y方向上，的交叉极化透射场的相位的相位的同极化透射场的相
位二者等幅同相、相互叠加获得透射波的y分量和幅度相等，相位都等于0
°
，所以透射波是45
°
方向极化的线极化波。
[0068]
在第三个频段13.5-15ghz内四个功能的工作原理分别是：
[0069]
(1)沿-z方向传输、x方向的线极化波入射到超表面上，产生反射和透射；沿+z方向传播的反射波中，同极化x方向电场的相位交叉极化y方向电场相位二者幅度相等，相位差所以沿+z方向传输的反射波是左旋圆极化波沿-z传播的透射波中，同极化x方向电场的相位交叉极化y方向电场的相位二者幅度相等，相位差所以沿-z方向传输的透射波也是左旋圆极化波
[0070]
(2)沿-z方向传输、y方向极化的线极化波入射到超表面上，产生反射和透射；沿+z方向传播的反射波中，交叉极化x方向电场的相位同极化y方向电场的相位为二者幅度相等，相位差所以沿+z方向传输的反射波是右旋圆极化波沿-z方向传播的透射波中，交叉极化x方向电场的相位同极化y方向电场的相位为二者幅度相等，相位所以沿-z方向传输的透射波为右旋圆极化波
[0071]
(3)沿-z方向传输的左旋圆极化波其x分量的初始相位为y分量的初始相位电磁波入射到超表面产生反射和透射，反射波中，x方向上，分量的同极化反射场的相位的相位分量的交叉极化反射场的相位二者等幅同相、相互叠加获得反射波的x极化分量；y方向上，分量的交叉极化反射场的相位的相位分量同极化反射场的相位二者等幅反相、相互抵消；所以反射波没有y极化分量，即反射波为x极化的线极化波
[0072]
在透射波中，x方向上，分量的同极化透射场的相位的相位分量的交叉极化透射场的相位二者等幅反相、相互抵消，透射波没有x分量；y方向上，分量的交叉极化透射场的相位的相位分量的同极化透射场的相位二者等幅同相、相互叠加说的透射波的y分量所以透射波为y极化的线极化波。
[0073]
(4)沿-z方向传输的右旋圆极化波其x分量的初始相位为y分量的初始相位电磁入射到超表面产生反射和透射，反射波中，x方向上，分量的同极化反射场的相位的相位分量的交叉极化反射场的相位
二者等幅反相、相互抵消，反射波无x分量；y方向上，分量的交叉极化反射场的相位的相位分量同极化反射场的相位二者等幅同相、相互叠加获得反射波的y分量；所以反射波为y极化的线极化波
[0074]
在透射波中，x方向上，分量的同极化透射场的相位的相位分量的交叉极化透射的相位二者等幅同相相、相互叠加获得透射波的x分量；y方向上，分量的交叉极化透射的相位的相位分量的同极化透射场的相位二者等幅反相、相互抵消，透射波无y分量；所以透射波是x极化的线极化波
[0075]
如图4所示，为本发明实施例中反射和透射圆极化波的轴比曲线。展示了第一频段内和第三频段的反射波和透射波圆极化波的特性，从图中可以看出，第一频段内频率从6.8ghz到7.9ghz，第三个频率内13.3ghz-14.6ghz，反射波和透射波的轴比小于3db，满足圆极化的要求。
[0076]
如图5所示，为本发明实施例中-45
°
和+45
°
方向极化的线极化波入射到超表面后，反射系数和透射系数的幅度曲线。从图5(a)是-45度方向极化的结果可以看出，在第二个频段，反射系数接近于0db，而透射系数较小，即电磁波主要被全反射；从图5(b)是+45度方向极化的结果可以看出，在第二个频段，透射系数接近于0db，而反射系数较小，即电磁波主要全透射。
[0077]
综上，本发明所提出的多频段极化和传播特性多功能可调控的电磁超表面，在第一个频段内实现了四个极化特性变换功能，第二频段内实现了两个传播特性调控的功能，在第三个频点内实现了四个极化特性变换功能。本发明所述电磁超表面提供的极化和传输特性的功能多样、控制简单、易于加工、大大提高了应用的自由度，可广泛用于调控设备或无线通信系统中。

技术特征：
1.一种多频段极化和传播特性可调控的电磁超表面，其特征在于：所述的磁超表面包括介质板和固定在介质板上的周期阵列；所述的周期阵列包含多组二维阵列排布且长宽相同的基本单元，每个基本单元包含两个圆心重合、半径不同的金属环，大金属环上设有第一切口和第二切口，小金属环上设有第三切口和第四切口，每个切口宽度相同，第一切口和第三口切口中线重合，第二切口和第四切口中线重合，第一切口和第二切口中线和圆心的连线夹角成90
°
。2.根据权利要求1所述的多频段极化和传播特性可调控的电磁超表面，其特征在于：金属环的厚度为0.001-0.035mm。3.根据权利要求1所述的多频段极化和传播特性可调控的电磁超表面，其特征在于：将第一个切口和第三个切口放置在x坐标方向上，第二个切口和第四个切口放置在y坐标方向上，入射波从正z轴向-z轴方向入射到超表面上，能够在三个频段内实现不同的极化特性调控的功能，第一个频段内实现四种极化调控功能，第二频段实现两种调控功能，第三个频段实现四种极化调控功能。4.根据权利要求3所述的多频段极化和传播特性可调控的电磁超表面，其特征在于：第一个频段实现四种极化调控功能分别是：x方向极化的线极化波经过超表面的极化调控作用，反射波和透射波为等功率的右旋圆极化波；y方向极化的线极化波经过超表面的极化调控作用，反射波和透射波为等功率的左旋圆极化波；左旋圆极化经过超表面的极化调控作用，沿+z方向反射波为y极化的极化波，沿-z方向的透射波为x方向极化的线极化波；右旋圆极化经过超表面的极化调控作用，沿+z方向反射波为x极化的极化波，沿-z方向的透射波为y方向极化的线极化波。5.根据权利要求3所述的多频段极化和传播特性可调控的电磁超表面，其特征在于：第二频段实现两种调控功能分别为：-45
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方向极化的线极化波入射到超表面，电磁波被全反射，极化特性不变；+45
°
方向极化的线极化波入射到超表面，电磁波全透射，极化特性不变。6.根据权利要求3所述的多频段极化和传播特性可调控的电磁超表面，其特征在于：第三个频段实现四种极化调控功能分别为：x方向极化的线极化波经过超表面的极化调控作用，反射波和透射波为等功率的左旋圆极化波；y方向极化的线极化经过超表面的极化调控作用，反射波和透射波为等功率的右旋圆极化波；左旋圆极化经过超表面的极化调控作用，沿+z方向反射波为x极化的极化波，沿-z方向的透射波为y方向极化的线极化波；右旋圆极化经过超表面的极化调控作用，沿+z方向反射波为y极化的极化波，沿-z方向的透射波为x方向极化的线极化波。

技术总结
本发明公开了一种多频段极化和传播特性可调控的电磁超表面，包括介质板和固定在介质板上的周期阵列；所述的周期阵列包含多组二维阵列排布且长宽相同的基本单元，每个基本单元包含两个圆心重合、半径不同的金属环，大金属环上设有第一切口和第二切口，小金属环上设有第三切口和第四切口，每个切口宽度相同，第一切口和第三口切口中线重合，第二切口和第四切口中线重合，第一切口和第二切口中线和圆心的连线夹角成90


技术研发人员：郭庆新 郝福顺 李增瑞
受保护的技术使用者：中国传媒大学
技术研发日：2023.03.15
技术公布日：2023/7/20