超宽带微波涡旋超表面及其宽带设计方法

摘要

本发明属于微波段电磁波调控技术领域，具体为一种超宽带微波涡旋超表面及其宽带设计方法。本发明通过级联矩阵的方法得到反射体系下超表面单元满足PB几何相位的条件；采用色散工程方法进一步得到满足宽带PB相位的条件；然后设计两正交极化下同时满足多模谐振的单元结构和参数；最后根据理论计算公式计算得到不同拓扑荷下涡旋超表面的涡旋相位分布，并通过寻根算法和旋转超表面单元在CST中采用VBA宏建模实现超表面拓扑结构。据此，本发明设计了由三层金属结构和2层介质板组成的超表面单元，再由一系列超表面单元按照一定的相位分布经二维有限周期延拓得到超宽带微波涡旋超表面，其在6~18GHz之间能产生高效涡旋波束，具有超宽工作带宽、效率高、设计简单、成本低等优点。