可波束赋形的平面与保形无源无损耗超表面设计
光学
2022-06-22 v2 应用物理
摘要
提出了一种利用全波建模技术与快速优化方法综合平面与保形波束赋形超表面的通用技术。所综合的超表面由图案化金属覆层支撑于有限尺寸接地介质基板构成。超表面使用积分方程建模，精确考虑互耦与超表面的有限尺寸。综合技术包含三个阶段：直接求解阶段获得满足期望远场波束指标的复值阻抗初始超表面设计；随后的优化阶段将复值阻抗转换为纯电抗性阻抗；最终图案化阶段将纯电抗性阻抗实现为图案化金属覆层。优化阶段引入表面波以促进无源性。超表面使用梯度下降优化，其半解析梯度通过伴随变量法获得。给出了三个示例：具有近完美孔径效率的低剖面直接馈电超表面天线、具有受控旁瓣的扫描波束反射阵列设计，以及保形超表面反射阵列。验证了超表面的远场与近场性能，并研究了超表面的带宽与损耗容限。
引用
@article{arxiv.2112.03250,
title = {Design of Planar and Conformal, Passive, Loss-less Metasurfaces that Beamform},
author = {Jordan Budhu and Luke Szymanski and Anthony Grbic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.03250},
year = {2022}
}