【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新型人工电磁材料，具体涉及一种宽频透射型极化可重构超材料结构。
技术介绍
1、极化是电磁波的基本特性之一，极化调控在矢量全息、无线通信、目标探测等诸多应用中至关重要，在过去的几年里，超表面由于其对电磁波极化的灵活操作而引起了人们的极大兴趣，作为超材料的二维版本，超表面具有损耗小、制造简单、重量轻、集成度高等优点。然而，传统的极化转换超表面仅关注单一固定的极化调控功能，不能满足动态复杂功能的需求。
2、随着当代集成系统的快速发展，可重构电磁超表面正逐步成为超表面发展的主要趋势之一，由于有提高信息能力，它将解决对电磁设备日益增长的速度要求。目前，有源电子器件(如pin二极管、变容管和mems开关)和具有相变特性的材料是实现可重构特性的两种策略，前者不仅具有良好的电控制性能，而且它们的结构相对简单和灵活，后者通常使用石墨烯、液晶和二氧化钒等可调材料来调节电导率。
3、目前，通过添加有源电子器件，实现了对电磁波具有动态调节功能的超表面；例如，通过使用pin二极管，基于超表面的贴片天线可以在同一馈电口执行多种可重构功能，如从右手圆极化(rhcp)模式切换到左手圆极化(lhcp)模式，从圆极化模式切换到线性极化(lp)模式；此外，一些可重构的超表面可以改变波在透射和反射之间的状态，尽管如此，但是目前的极化可重构超表面大多数为反射型，对透射型极化可重构超表面的研究还尚少，此外，目前的极化可重构超表面普遍存在工作频带不够宽、损耗较大、透射效率不高、结构复杂、操作难度大等问题。因此，对宽频透射型极化可重构超材
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的透射波极化动态调控效率不高，工作频带不宽、调控精度不足等问题，本专利技术的目的在于提供一种宽频透射型极化可重构超材料结构，解决了现有技术中具有简单的拓扑结构，同时便于批量加工和集成化，且该超材料结构具有高效率和实时性的优点，在天线和通信领域具有巨大的应用潜力。
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种宽频透射型极化可重构超材料结构，包括周期性排布的超材料结构单元，该超材料结构单元包括：
4、滤光层，用作极化滤光片；
5、若干电磁波金属传输层，设置在滤光层和光源层之间，用于电磁波传输；
6、光源层，用于发出平行或垂直方向的光栅；
7、其中，滤光层、电磁波金属传输层以及光源层均包括介质基板和金属层，金属层设置在介质基板上。
8、优选地，金属层包括：
9、若干条形层，设置在滤光层的介质基板上，且位于介质基板边缘的条形层的宽度是其他条形层宽度的一半；
10、金属传输层，设置在电磁波金属传输层的介质基板上，
11、若干方形层，设置在光源层的介质基板上，且相邻两个方形层通过金属线连接，金属线上设置有二极管。
12、优选地，金属传输层为双箭头结构或c形结构或双伞型结构。
13、优选地，在双箭头结构中，箭杆的长度为28.6mm，与箭杆倾斜设置的箭端长度为12.4mm。
14、优选地，条形层的宽度为8mm，相邻两个条形层的间隙为4mm。
15、优选地，方形层的宽度为8mm，且相邻两个方形层的间隙为4mm；
16、优选地，介质基板厚度为0.5mm，且各层介质基板之间的间隙为20mm，材质为f4b，介电常数为εr＝2.65，损耗角正切tan＝0.001。
17、优选地，二极管为pin二极管。
18、优选地，金属层的材质为铜，且厚度为0.017mm。
19、本专利技术的有益效果是：本专利技术公开了一种宽频透射型极化可重构超材料结构，与现有技术相比，本专利技术的改进之处在于：
20、(1)本专利技术采用等离子体共振和pin二级管结合的方式，在微波频段实现高效率透射波的极化状态动态切换。
21、(2)本专利技术所设计的超材料结构，具有极化转换和极化分离器的功能，以及基于pin二极管的开关能力。
22、(3)本专利技术所设计的两种工作状态，只需分别控制两组偏置线中的一组即可执行，结构简单，调控方便，工作电路更易于控制。
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1.一种宽频透射型极化可重构超材料结构，包括周期性排布的超材料结构单元，其特征在于：该超材料结构单元包括：
2.根据权利要求1所述的一种宽频透射型极化可重构超材料结构，其特征在于：金属层包括：
3.根据权利要求1所述的一种宽频透射型极化可重构超材料结构，其特征在于：金属传输层为双箭头结构或C形结构或双伞型结构。
4.根据权利要求3所述的一种宽频透射型极化可重构超材料结构，其特征在于：在双箭头结构中，箭杆的长度为28.6mm，与箭杆倾斜设置的箭端长度为12.4mm。
5.根据权利要求2所述的一种宽频透射型极化可重构超材料结构，其特征在于：条形层的宽度为8mm，相邻两个条形层的间隙为4mm。
6.根据权利要求2所述的一种宽频透射型极化可重构超材料结构，其特征在于：方形层的宽度为8mm，且相邻两个方形层的间隙为4mm。
7.根据权利要求1所述的一种宽频透射型极化可重构超材料结构，其特征在于：介质基板厚度为0.5mm，且各层介质基板之间的间隙为20mm，材质为F4B，介电常数为εr＝2.65，损耗角正切tan＝0.0
8.根据权利要求2所述的一种宽频透射型极化可重构超材料结构，其特征在于：二极管为PIN二极管。
9.根据权利要求1所述的一种宽频透射型极化可重构超材料结构，其特征在于：金属层的材质为铜，且厚度为0.017mm。
...【技术特征摘要】
1.一种宽频透射型极化可重构超材料结构，包括周期性排布的超材料结构单元，其特征在于：该超材料结构单元包括：
2.根据权利要求1所述的一种宽频透射型极化可重构超材料结构，其特征在于：金属层包括：
3.根据权利要求1所述的一种宽频透射型极化可重构超材料结构，其特征在于：金属传输层为双箭头结构或c形结构或双伞型结构。
4.根据权利要求3所述的一种宽频透射型极化可重构超材料结构，其特征在于：在双箭头结构中，箭杆的长度为28.6mm，与箭杆倾斜设置的箭端长度为12.4mm。
5.根据权利要求2所述的一种宽频透射型极化可重构超材料结构，其特征在于：条形层的宽度为8mm，相邻两...
【专利技术属性】
技术研发人员：李勇峰，秦喆，朱志标，蒋李鑫，郑麟，马华，屈绍波，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：发明
国别省市：
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