1.一种基于手性超构表面的双频带极化转换器,其特征在于:
设计超构表面单元结构,所述结构包括三层:顶层由四个开口金属圆环和中心开口金属方环结构构成,每个开口金属圆环结构相当于前一个顺时针旋转90°得到;底层结构设计与顶层相同,中间层为聚四氟乙烯介质基板;外圆环半径r1为6mm、内圆环半径r2为4.6mm;开口环处的金属条长a为5.7mm,宽b为1.4mm,开口的距离范围w为3.5mm;中心开口方环的外环长度a2为4mm,内环长度b2为3.3mm,开口的距离范围w2为0.7mm;开口金属圆环、中心开口金7
属方环为厚度t为0.035mm的金属铜膜,金属铜膜的电导率为5.80×10 S/m;中间介质基板为厚度h为1.6mm的聚四氟乙烯介质基板,聚四氟乙烯介质基板的介电常数为2.65,聚四氟乙烯介质基板的损耗角正切值为0.001,聚四氟乙烯介质基板的介质板长度p为24.8mm;所述的双频带极化转换器顶层、底层的各四个开口金属环和开口方环结构关于镜面对称,构成手性结构;所述单元结构在o‑xyz坐标系中沿x和y方向进行周期性排布形成超构表面微结构,o为坐标原点。
2.根据权利要求1所述的基于手性超构表面的双频带极化转换器,其特征在于:所述超构表面单元的极化转换效率数值Φ满足:其中Φ为极化转换效率期望值,下标n和n+1表示工作频带内的任意两个相邻频点,Φn和Φn+1分别表示在第n和第n+1频点处经仿真得到的线极化转换率拟合值,φ为极化转换效率相对误差结果。
3.根据权利要求2所述的基于手性超构表面的双频带极化转换器,其特征在于:所述双频带极化转换器的极化转换效率Φ的获得方法为:式中,Txy表示电磁波沿坐标y轴方向极化入射后转换成x轴方向极化透射形成的交叉极化透射系数,Tyy表示电磁波沿y轴方向极化入射后转换成y轴方向极化透射形成的同极化透射系数,二者获得方法可表示如下,其中,E表示电场,下角标i和t分别表示入射电磁波和透射电磁波,x与y分别表示电磁波的极化方向;将x、y坐标轴分别逆时针旋转45°得到u、v坐标轴,m表示工作频带内的任意工作频点, 为相位差, 表示在m频率处沿u和v轴方向的同极化透射相位差;
则所述双频带极化转换器的极化转换效率Φ表示为:
4.根据权利要求3所述的基于手性超构表面的双频带极化转换器,其特征在于:
所述双频带极化转换器的极化转换效率Φ可通过极化转换效率控制函数 表示:
进而得到双频带极化转换器的极化转换效率控制模型F(Φ):
式中,J为双频带极化转换器在工作频带内随机频率采样点数,g1和g2分别为透射工作频率起始值和终值。