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基于有源超表面的低剖面双波束偏转天线
1
作者 秦红梅 盛丽丽 +1 位作者 罗玉梅 曹卫平 《桂林电子科技大学学报》 2024年第4期372-379,共8页
针对传统的波束控制天线剖面高、成本高以及馈电网络复杂的问题,提出了一种基于有源超表面的低剖面双波束偏转天线设计方案。天线由“E”型双波束馈源天线和“7×6”透射型超表面组成。基于电流反转机制,在每个超表面单元上集成2个... 针对传统的波束控制天线剖面高、成本高以及馈电网络复杂的问题,提出了一种基于有源超表面的低剖面双波束偏转天线设计方案。天线由“E”型双波束馈源天线和“7×6”透射型超表面组成。基于电流反转机制,在每个超表面单元上集成2个PIN二极管,实现了1-bit相位分辨率。结合相位补偿定理与远场辐射公式,对超表面单元进行组阵编码,以实现波束调控的性能。该天线的剖面仅为0.162λ0,明显低于其他波束偏转天线。通过设计超表面的偏置网络,实现了天线的双波束偏转。为了验证该方案,对天线进行加工测试。实测结果表明,在工作频率5.47GHz处,双波束的主辐射方向可分别从(ϴ,Φ)=(30°,45°)、(-30°,-41°)偏转到(ϴ,Φ)=(30°,-45°)、(-30°,41°),增益高于8.9 dBi,实测结果与仿真结果具有较好的一致性。所提出的波束控制天线架构为实现低剖面、可调控的多波束天线提供了一种候选方案。 展开更多
关键词 有源超表面 双波束 低剖面 波束偏转 透射型
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基于氧化钒的动态超表面
2
作者 李月 谢建良 +1 位作者 邓龙江 彭波 《Science China Materials》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第1期284-290,共7页
动态调控是现代光学器件中必不可少的特性,在激光雷达系统、显示器件以及数码相机等设备中具有重要意义.与传统的体光学器件相比,动态超表面为实现小型化和集成化智能光学系统提供了一个极具吸引力的解决方案.相变材料具有高的折射率对... 动态调控是现代光学器件中必不可少的特性,在激光雷达系统、显示器件以及数码相机等设备中具有重要意义.与传统的体光学器件相比,动态超表面为实现小型化和集成化智能光学系统提供了一个极具吸引力的解决方案.相变材料具有高的折射率对比度和易于操控的特性,是设计动态超表面的理想材料.本文通过操控氧化钒的相变,在近红外区域设计实现了可调谐的超构透镜和可切换图像编码的超表面器件.通过控制氧化钒的相变,能够改变超透镜的聚焦强度,实现强度对比约为12倍的开关聚焦效果.此外,利用氧化钒的相变还设计实现了任意两个不同数字图案的可切换成像.本工作为实现动态成像和光学加密系统的可调谐超表面奠定了基础. 展开更多
关键词 光学加密 光学器件 激光雷达系统 氧化钒 动态调控 图像编码 动态成像 显示器件
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动态可调谐超构表面在光场调控中的应用研究 被引量：1
3
作者 王继成 黄仙雨 +1 位作者 李雨珂 包志瑀 《光学与光电技术》 2022年第4期36-56,共21页
超构表面可看成二维超构材料,能够在表面空间内控制光场分布。可调谐超构表面作为新的设计需求成为目前热门研究领域。利用动态可调谐的超构表面对光场的相位、偏振、强度等维度精准调控,以及调控光场与物质的相互作用研究是当前基础科... 超构表面可看成二维超构材料,能够在表面空间内控制光场分布。可调谐超构表面作为新的设计需求成为目前热门研究领域。利用动态可调谐的超构表面对光场的相位、偏振、强度等维度精准调控,以及调控光场与物质的相互作用研究是当前基础科学与多学科融合发展的前沿研究。系统介绍了动态可调谐超构表面在结构色、偏振转换、完美吸收、图像处理等光场多维度调控及应用方面取得的最新研究进展,总结了可调谐超构表面的研究前沿与应用前景。 展开更多
关键词 可调谐超构表面 微纳光子器件 人工微纳结构 光场调控 器件设计
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基于有源超表面的导电板雷达截面增强捷变设计 被引量：1
4
作者 王思豪 廖成 +1 位作者 尚玉平 张润午 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期22-28,共7页
提出了一种使用散射方向图的动态可重构以实现雷达散射截面增强的捷变设计方法。结合变容二极管加载,使用具有嵌入式偏置回路的物理单元,所提出的有源超表面可以在具有梯度电压的外加直流偏置下,对平面电磁波的正入射或斜入射产生可电... 提出了一种使用散射方向图的动态可重构以实现雷达散射截面增强的捷变设计方法。结合变容二极管加载,使用具有嵌入式偏置回路的物理单元,所提出的有源超表面可以在具有梯度电压的外加直流偏置下,对平面电磁波的正入射或斜入射产生可电调的反射系数相位分布,以达到对反射波角度的灵活重定向,进而有助于单站或双站雷达散射截面增强的捷变效果。以导电平板为例,对三种不同的入射反射场景进行了计算与全波仿真,在设计频率10 GHz处,所提出的设计产生了可重构的散射方向图,表明了该设计对反射波角度的实时控制,并结合实验测量验证了单站与双站雷达散射截面的有效增强结果。 展开更多
关键词 后向散射 双站散射 有源超表面 方向图重构
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有源电磁超构表面应用综述
5
作者 张勇 李艳华 +1 位作者 周云生 张欢 《遥测遥控》 2023年第4期1-9,共9页
电磁超构表面具有卓越的电磁波人工控制能力,可应用于透射、反射、衍射等多种情况,因此,超构表面在基础光学和电磁调控领域中的具有巨大的应用潜力及前景。将有源元件引入电磁超构表面是开发下一代平面光学组件和电磁器件的关键步骤。... 电磁超构表面具有卓越的电磁波人工控制能力,可应用于透射、反射、衍射等多种情况,因此,超构表面在基础光学和电磁调控领域中的具有巨大的应用潜力及前景。将有源元件引入电磁超构表面是开发下一代平面光学组件和电磁器件的关键步骤。在过去的几年里,许多研究者尝试开发基于各种新型活性材料和可调谐机制的超构表面器件,使之具有动态调控功能的光学特性(如振幅、相位、偏振、空间、时间响应)及器件功能(如光束转向、动态聚焦、可调谐滤波器、动态全息图等)。这些有源超构表面在实际应用中显示出巨大的前景,但仍存在重大挑战。本文主要讨论了基于有源电磁超构表面的若干潜在应用、新兴技术和研究方向。 展开更多
关键词 超材料 有源超构表面 波前调控
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光控电磁超材料研究进展 被引量：6
6
作者 柏林 张信歌 +1 位作者 蒋卫祥 崔铁军 《雷达学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第2期240-258,共19页
电磁超材料是由亚波长尺寸单元周期或非周期排列组成的人工结构,能对电磁波的频率、幅度、相位和极化等基本物理特征进行调控,突破了传统材料的限制,可实现很多自然界不存在的有趣物理现象及应用。过去二十余年,超材料因其强大的电磁调... 电磁超材料是由亚波长尺寸单元周期或非周期排列组成的人工结构,能对电磁波的频率、幅度、相位和极化等基本物理特征进行调控,突破了传统材料的限制,可实现很多自然界不存在的有趣物理现象及应用。过去二十余年,超材料因其强大的电磁调控能力一直是物理领域的研究热点。但无源超材料在电磁波调控中存在局限性,如工作频率固定、实现功能单一等。所以,可调有源超材料越来越受关注。通过引入有源元器件,超材料的功能可通过外部激励信号进行动态调控,在实际应用中具有重要意义。目前常用的控制方式包括电控、温控、光控和机械控制等,其中光控具有可远程调控、无接触式控制、调制速度快以及结构简单等优点。该文概述了近年来光控电磁超材料的研究进展,从直流、微波、太赫兹和光频段4种不同频段分别介绍现有光控超材料和超表面的工作,重点介绍其工作机制和应用场景,并对这一快速发展领域进行总结和展望。 展开更多
关键词 电磁超材料 有源超表面 光调控 电磁波调控 动态功能
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主动式液晶超表面研究进展
7
作者 彭畅 李子乐 +1 位作者 贺志学 郑国兴 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期744-759,共16页
超表面具有亚波长尺度下精密高效的光波操控能力,但在其单独实现主动式调控方面,目前仍有诸多技术困难亟待克服。液晶与超表面的结合有望发挥各自的长处,实现一种分辨率高、衍射角大、超紧凑的新型主动式光调控器件。以液晶与超表面两... 超表面具有亚波长尺度下精密高效的光波操控能力,但在其单独实现主动式调控方面,目前仍有诸多技术困难亟待克服。液晶与超表面的结合有望发挥各自的长处,实现一种分辨率高、衍射角大、超紧凑的新型主动式光调控器件。以液晶与超表面两部分功能设计的独立与否作为分类依据,回顾了近年来主动式液晶超表面的研究进展,具体包括液晶波片与偏振敏感超表面结合、液晶环境与共振型超表面结合、液晶与超表面光学性质互补等。最后对主动式液晶超表面所面临的挑战以及发展前景进行了讨论和展望。 展开更多
关键词 主动式超表面 液晶 波前操控 光谱调控 动态显示
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等离激元材料和器件的动态调控研究进展 被引量：3
8
作者 束方洲 范仁浩 +2 位作者 王嘉楠 彭茹雯 王牧 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第14期127-146,共20页
等离激元学连接着光子学和电子学,在光产生、显微显示、数据存储、光集成和光子芯片、传感技术和纳米制造技术等方面展示出重要应用,正极大地促进既拥有纳米电子学的尺寸又兼有介电光子学速度的新一代信息材料和器件的发展.但是,传统上... 等离激元学连接着光子学和电子学,在光产生、显微显示、数据存储、光集成和光子芯片、传感技术和纳米制造技术等方面展示出重要应用,正极大地促进既拥有纳米电子学的尺寸又兼有介电光子学速度的新一代信息材料和器件的发展.但是,传统上绝大部分等离激元材料和器件都是基于静态的设计,即一旦被制备,其性能也就确定,人们无法根据需求进行实时的主动调控.因此,近年来人们开始从应用需求出发,致力于研制动态调控的等离激元材料和器件.本文总结等离激元材料和器件的动态调控研究进展,给出动态调控等离激元材料和器件的基本原理,即通过动态改变材料中金属微纳结构的等效介电函数、动态调节系统外部环境、动态控制结构中的耦合效应等,实现对等离激元材料和器件性能的实时动态控制.在此基础上,分别以等离激元材料、等离激元超构材料、等离激元超构表面等为例,展示在电、光、力、温度、环境等外部作用下相关材料和器件性能的实时改变和动态控制,期望推动发展新型亚波长光电功能材料和器件. 展开更多
关键词 等离激元材料和器件的动态调控 等离激元超构材料 等离激元超构表面
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