满足远场准则的标量与双各向异性电磁超表面参数优化

电磁超表面提供了实现几乎任意功率守恒场变换的能力。这些场变换受广义片过渡条件支配，该条件通过表面参数将表面两侧的切向场联系起来。理想情况下，工程师希望根据特定应用的远场准则确定变换的表面参数。然而，在没有表面一侧切向场直接知识的情况下，确定满足这些准则的表面参数具有挑战性，因为给定远场方向图的切向场并不唯一。因此，当前的设计仅限于切向场可解的解析示例或其他临时方法。本文提出了一种基于凸优化的方案，用于确定满足波束幅度、旁瓣电平和零点位置等远场约束的表面参数，如表面阻抗、导纳和电磁耦合。该优化在利用矩量法构建的模型上进行。该模型结合了边缘效应和互耦合。由此模型产生的非凸性通过交替方向乘子法得到松弛。本文展示了该优化方案执行多准则方向图形成、极端角度小表面折射以及切比雪夫波束形成的示例。