1.一种结构型四位二进制交叉和同极化的透射与反射能量分配超表面的设计方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,建立超表面单元,所述超表面单元由五层结构组成,包括由上至下依次设置的顶层H型金属谐振器(1)、上层介质基板(2)、中间金属层(3)、下层介质基板(4)、底层H型金属谐振器(5);所述顶层H型金属谐振器(1)、底层H型金属谐振器(5)和中间金属层(3)均为金属贴片,分别贴于上层介质基板(2)的上表面、下层介质基板(4)的下表面和下层介质基板(4)的上表面;所述中间金属层(3)设有十字型开口;
步骤2,改变顶层H型金属谐振器(1)、底层H型金属谐振器(5)的旋转角度和十字型开口的转角与尺寸,在同一频点分配交叉极化透射、交叉极化反射、同极化透射和同极化反射的能量;
步骤3,将交叉极化透射、交叉极化反射、同极化透射、同极化反射的能量离散化,依次看作四位二进制的从高到低有效位,在同一频点实现完整的四位二进制编码。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤1中,所述上层介质基板(2)和下层介质基板(4)完全相同,厚度为2mm。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤1中,所述上层介质基板(2)、下层介质基板(4)与中间金属层(3)均为方形,边长为7.25mm。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤1中,所述顶层H型金属谐振器(1)的半径为R=2.9mm,左右对称分布两个裂口,裂口长为2.72mm,宽2.11mm。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤1中,所述顶层H型金属谐振器(1)和底层H型金属谐振器(5)结构相同。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤1中,所述中间金属层(3)的十字型开口位于金属层的中心。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,步骤1中,所述顶层H型金属谐振器(1)、中间金属层(3)和底层H型金属谐振器(5)的材料都为铜。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,步骤2中,在直角坐标系的xoy面内进行角度的旋转,以y轴为基准,将与顶层H型金属谐振器(1)对称轴形成的内角设为旋转角α,将与底层H型金属谐振器(5)对称轴形成的内角设为旋转角β,将与中间金属层十字型开口的对称轴形成的内角设为旋转角θ;通过调节旋转角α、β、θ和中间金属层(3)十字型开口的尺寸,在同一频点分配交叉极化透射、交叉极化反射、同极化透射和同极化反射的能量。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,步骤3中,能量分配状态被映射为0和1两种离散值,四个二进制位与交叉极化透射、交叉极化反射、同极化透射和同极化反射四个模式对应,一个或两个以上二进制位出现1表示对应的一个或两个以上极化模式需要被分配能量,0表示无需被分配能量。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,步骤3中,在同一频点16GHz处,实现对交叉和同极化的透射与反射能量的四位二进制分配:如果离散化后交叉极化透射能量为1,交叉极化反射能量为1,同极化透射能量为1,同极化反射能量为1,则表示为二进制数 1111。