【摘 要】
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太赫兹是位于微波和红外波之间的一个电磁波频段,拥有低能量、高透过性、大带宽等诸多优点,这使得充分利用太赫兹波成为一个充满前景并亟待解决的课题。利用超表面能够实现对电磁波的调控,而编码超表面作为一类超表面,通过将基本单元的相位进行数字化编码,能够简化超表面设计流程,并构建起与信息通信技术相联系的纽带,这使其在太赫兹波段也有广泛的应用前景。采用编码超表面并结合二氧化钒能够实现对太赫兹波的主动调控,增加
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太赫兹是位于微波和红外波之间的一个电磁波频段,拥有低能量、高透过性、大带宽等诸多优点,这使得充分利用太赫兹波成为一个充满前景并亟待解决的课题。利用超表面能够实现对电磁波的调控,而编码超表面作为一类超表面,通过将基本单元的相位进行数字化编码,能够简化超表面设计流程,并构建起与信息通信技术相联系的纽带,这使其在太赫兹波段也有广泛的应用前景。采用编码超表面并结合二氧化钒能够实现对太赫兹波的主动调控,增加太赫兹调控的灵活性,对太赫兹数字信息化发展和实际应用有重要意义。本文的研究内容可以归纳如下:1、介绍了太赫兹波的性质和特点以及在国际竞争中的重要意义,介绍了超表面的历史并重点叙述了编码超表面的发展历史和研究现状,简述了在太赫兹波段实现主动调控超表面所用到的材料,最后采用二氧化钒和编码超表面相结合的方式来实现太赫兹的主动调控。2、分析了广义反射定律和折射定律,以及编码超表面的基本理论,根据二氧化钒的相变性质建立了二氧化钒在太赫兹波段的模型,并分析了二氧化钒绝缘态和金属态与编码超表面相结合的可行性。3、设计了两种频率可切换的太赫兹编码超表面。一种是1 bit编码超表面,可以实现工作频点在1.4 THz和1 THz之间进行切换,另一种是2 bit编码超表面,可以实现工作频点在1.5 THz和1 THz之间进行切换。4、设计了编码序列可切换的太赫兹编码超表面,能在1.1 THz实现两种远场反射波束或两种近场聚焦焦点的切换,并提出了一种仅用一个超表面就能在1.3 THz实现远场反射波束切换,缩减RCS,近场聚焦焦点转移的方法。
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