幅值可控的逆反射和镜像反射双通道超表面结构拓扑优化设计

作     者：史鹏飞 马馨莹 向川 赵宏革 李渊 高仁璟 刘书田 Shi Peng-Fei;Ma Xin-Ying;Xiang Chuan;Zhao Hong-Ge;Li Yuan;Gao Ren-Jing;Liu Shu-Tian

作者机构：大连海事大学船舶电气工程学院大连116023 武汉理工大学光纤传感技术国家工程实验室武汉430070 大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116023 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:U1808215) 湖北省教育厅科学研究计划指导项目(批准号:B2022620) 深圳市科技计划(批准号:JSGG20200102155001779)资助的课题 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2023年第72卷第24期

页      码：281-289页

摘      要：对斜入射电磁波产生包含逆反射通道的双反射通道,对于提高目标识别性能、导航性能等具有重要意义.在双通道反射中,控制逆反射与镜像反射占比则是实现反射功率分配的关键.为实现双通道反射功率占比的可控,本文提出了一种双通道反射超表面微结构拓扑优化设计方法.构建了包括逆反射的双通道反射超表面实现机理及物理模型,建立了具有特定逆反射与镜像反射幅值比值或占比的超表面微结构拓扑优化模型.作为数值算例,针对TE模式下频率为10 GHz俯仰角-30°方向入射平面波,对逆反射与镜像反射功率比1∶1的双通道反射器进行设计,所设计超表面在±30°方向表现出较强的方向性,两方向反射幅值大小相等.同时,对具有最大逆反射占比的反射超表面进行设计,逆反射功率占总功率比值为0.093,无镜像反射及其他方向奇异反射,超表面强反射集中在-30°,主波束功率占总反射功率比为0.900.仿真及实验测试结构均验证了所提方法的可行性.

主 题 词：超表面 双通道 拓扑优化 

学科分类：0809[工学-计算机类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.7498/aps.72.20230775

馆 藏 号：203125149...