基于石墨烯的数字超表面：在太赫兹等离激元天线波束 steer 中的应用

超表面作为超材料的二维对应物，因其在操纵电磁波方面的强大能力而受到极大关注。近年来出现了各种不仅具有无数功能而且具有可重构响应的超表面。此外，数字或编码超表面通过将器件描述为离散基元状态的矩阵，革新了该领域，从而与信息论形成清晰类比，并为建模、组合和（重）编程先进超表面开辟了新途径。本文结合可重构与数字方法，提出了一种利用石墨烯可调性在太赫兹频率实现波束转向的超表面。提出了涵盖技术、单元设计、数字超材料合成和可编程性方面的综合设计方法。通过沿超表面平面建立并动态调整相位梯度，所得器件在所有实用方向上实现波束转向。所提设计通过解析模型研究并数值验证，在大多数情况下显示波束宽度和转向误差远小于10度和5%。最后，通过涉及超表面尺寸和单元状态数量的可扩展性分析提取设计准则。