基于超表面的高效宽带双极化转换器设计

摘要

超材料和超表面因表现出天然材料所不具备的特殊性能而广泛应用于电磁波调控。针对宽频带、高效率和小型化极化转换器应用需求,本文设计一款宽带高效反射型超表面双极化转换器。基于电磁波极化调控原理,在两角切方形贴片的基础上,设计一款圆角切方形贴片周期性阵列超表面,实现单一宽频带内高效率线极化和圆极化转换。研究表明,该极化转换器在6.850—11.050 GHz频段内极化转换效率(polarization conversion ratio,PCR)达90%,且性能可维持在入射角≤45°范围内,覆盖整个X波段,实现高效率宽入射角线极化转换;在6.225—6.402 GHz和12.562—13.472 GHz频率范围内轴比(axial ratio,AR)低于3 dB,实现高效率圆极化转换。此外,该超表面具有结构简单、宽入射角、加工方便等优点,可满足微波通信、显微成像等领域的应用需求。