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公开(公告)号：CN117293555A
公开(公告)日：2023-12-26
申请号：CN202311400017.1
申请日：2023-10-26
Applicant: 南京大学
IPC: H01Q15/00
Abstract: 本发明涉及一种实现大数值孔径聚焦的双极化混合电磁超表面，其由三种基本功能单元在二维平面内根据相位梯度设计和衍射角调控的需要排布构成。当电磁波正入射至超表面上时，可以同时实现两个极化通道内的反射型聚焦功能。三种基本功能单元包含一种用于实现相位调控的单元和两种联合实现双极化电磁波入射下衍射调控的单元，任意基本功能单元的波前转换设计效率均在0.9以上，所述的超表面结构包含四层金属层和三层介质层，在大数值孔径下实现了比传统的相位梯度超表面更优越的综合聚焦性能。本发明所公开的混合超表面剖面低、支持双极化响应，进一步提高了信道容量，在高分辨率成像器件设计、高密度数据记录以及高通量光刻等领域有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN116404428A
公开(公告)日：2023-07-07
申请号：CN202310379266.0
申请日：2023-04-11
Applicant: 南京大学
Abstract: 本发明涉及一种全空间方向复用多功能电磁超表面及其设计方法。该电磁超表面主要由两种基本功能单元按照交错排布的结构周期延拓而成；两种基本功能单元均由左旋圆极化微带天线和右旋圆极化微带天线按照背靠背的方式堆叠而成；通过将基本功能单元左旋圆极化微带天线和右旋圆极化微带天线进行旋转，能够独立地、任意地设计基本功能单元透射和反射功能的相位响应；当同一电磁波沿前向或后向照射至超表面，超表面能够按照预先设计好的四组相位排布，实现不同的透反射全空间功能组合。本发明所公开的多功能电磁超表面进一步提高了信道容量，有利于现代无线通信系统中电磁设备的集成化和小型化，在波束控制以及全息成像等方面具有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN113991311B
公开(公告)日：2022-09-23
申请号：CN202111030302.X
申请日：2021-09-03
Applicant: 南京大学
IPC: H01Q15/00
Abstract: 本发明公开了一种生成任意极化的时间编码超表面，由各向异性单元在二维空间内周期延拓而成，其电磁特性由外部控制电路实时调控；每个单元内集成四个变容管，同一极化上集成的两个变容管由同一外部控制电路控制，不同极化的变容管由不同外部控制电路独立控制。通过周期性地切换外部控制电路提供至时间编码超表面x极化和y极化上的变容管的偏置电压，既新增了时间维度这一设计自由度，同时也在频域产生相应的谐波能量分布，因此通过设计周期性时间编码，可独立地调控一对正交极化的反射幅度与相位，最终在基波和谐波频点上实现任意极化。本发明可将线极化入射波转换至任意极化反射，在无线通信等领域具有重要的应用前景。
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公开(公告)号：CN114859536A
公开(公告)日：2022-08-05
申请号：CN202210510206.3
申请日：2022-05-10
Applicant: 南京大学
IPC: G02B17/02
Abstract: 一种基于超表面的低剖面高增益多次折叠反射式天线，由集成了平面馈源天线的圆极化透反选择性全空间手征超表面以及底层金属反射板组成，上部平面馈源天线，馈源天线结构与超表面共用介质基板，平面馈源天线由一种圆极化微带贴片天线构成，超表面由若干个超表面单元按照波长或亚波长周期排列组成的正方形阵面构成；所使用的超表面单元包括三层金属层和夹在相邻金属层之间的两层介质基板与常见的折叠反射阵或折叠透射阵天线的光路设计相比，提供的多次折叠反射式天线将光路设计中镜面反射，即折叠的次数拓展到了三次，使得天线的剖面得以进一步降低至焦距的四分之一。
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公开(公告)号：CN113708080B
公开(公告)日：2022-07-29
申请号：CN202111030299.1
申请日：2021-09-03
Applicant: 南京大学
Abstract: 本发明涉及一种高效的相位动态可调的反射超构表面，旨在改善有源设计损耗高、带宽窄的问题。超构表面的基本单元结构包括由上至下的第一金属贴片层、第一介质层、空气层、第二金属贴片层、第二介质层、第三金属贴片层、第三介质层和第四金属贴片层；第一金属贴片层由一个“工”字型金属贴片构成，一个开关二极管加载在第二金属贴片层的两块不同尺寸的矩形金属贴片之间；第四金属贴片层提供独立的偏置电路，通过加入电感元件隔离交流电和导通直流电。通过调控开关二极管的工作状态，可令超构表面单元在较宽频带内呈现两种相位差为180°的电磁响应。本发明可在一定频段内高效率地提供动态可调的反射相位，且具备结构简单、易于加工、超薄等优点。
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公开(公告)号：CN106646717B
公开(公告)日：2019-02-22
申请号：CN201710144093.9
申请日：2017-03-06
Applicant: 南京大学
IPC: G02B5/30
Abstract: 本发明公开了利用场变换理论并结合3D打印技术实现对入射的自由空间电磁波进行极化转换的超宽频带广角度的波片，属于微波器件领域。该波片利用场变换理论以及等效介质理论对入射电磁波进行极化转换，使得反射电磁波的极化方向改变。本发明可用于微波器件的制作，利用3D打印机易于制备。该波片由空气与介质层构成。将介质层按理论计算值按一定间隔横向排布，中间填充空气，然后将其旋转45度，即可得到可以实现极化转换的波片。本发明的优点是：结构简单，采用3D打印的方法可以快速制备实现，并且能实现广角度、宽频带的极化转换。
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公开(公告)号：CN118378677A
公开(公告)日：2024-07-23
申请号：CN202410472647.8
申请日：2024-04-19
Applicant: 南京大学
Abstract: 本发明公开了一种双极化复用的电磁超表面逻辑运算器，属于人工电磁超材料领域，整体包括：掩模板和对于双极化入射电磁波独立相位调控的超表面，通过改变电磁波的极化方式以及掩模板的形状导致电磁波在观测面形成的不同焦点，以代表不同逻辑运算的结果；同一掩模板的形状对于不同的极化方式下进行不同的逻辑运算。相较于常规的单极化相位调控超表面，本发明使用的双极化超表面，能够对x极化和y极化入射波的进行独立地透射相位调控。在本发明的逻辑运算功能中，双极化超表面拓展了系统的信道容量，使得传统工作中需要双层衍射层才可以实现的精确逻辑运算如今使用单层超表面就可以有效实现。同时本发明结构简单，精确度高，具有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN117491746A
公开(公告)日：2024-02-02
申请号：CN202311422865.2
申请日：2023-10-30
Applicant: 南京大学
Abstract: 本发明提出了一种基于低频电场探测的水下目标定位系统及方法，该系统包括了4个定位装置，每组装置包括数据采集模块和定位传输模块；数据采集模块包括防水密闭盒体、电荷感应电极、电荷感知芯片和MCU处理模块以及配重模块，用于采集水下目标的电场信号；定位传输模块包括MCU传输模块、GPS模块、ZigBee模块、存储模块和浮标，用于确定定位装置的坐标、实现定位装置间的组网和信号传输，并存储电场信号和装置的坐标信息以及水下目标的位置信息；MCU处理模块通过柔性线将处理后的电压信息以RS‑485方式传输给MCU传输模块；该方法显著优势在于基于电荷感应的被动式定位，无需额外探测定位装置位置处的电场大小，设备复杂度低，成本低，可大量部署，算法简单。
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公开(公告)号：CN116169481A
公开(公告)日：2023-05-26
申请号：CN202310290444.2
申请日：2023-03-23
Applicant: 南京大学
Abstract: 本发明涉及一种幅度和相位联合调控的可重构电磁超表面，由各向异性基本单元在二维平面内周期延拓而成，旨在集成多种近场、远场电磁功能。通过沿超表面单元水平、垂直方向分别加载贴片电阻与开关二极管，可令超表面具备极化选择性的幅度、相位联合调控。在垂直极化入射波下，通过切换每个单元内二极管的工作状态，可动态、灵活实现双波束扫描、可重构聚焦等一系列远、近场调控功能；同时，针对水平极化入射波，超表面可在宽带内吸收入射电磁波，不受垂直极化电磁功能影响。本发明不仅同时集成了动态波前调控和宽带电磁波吸收功能，同时具备高集成度和高极化隔离度等优点，相信在低散射天线阵、无线通信和成像等领域均有重要应用前景。
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公开(公告)号：CN116073140A
公开(公告)日：2023-05-05
申请号：CN202310114964.8
申请日：2023-02-15
Applicant: 南京大学
IPC: H01Q15/00
Abstract: 本发明提供了一种2比特相位可调控的有源双极化超表面，旨在解决现有有源超表面工作效率低、调控状态少和极化敏感等问题。本发明由上到下包括有源层、第一介质层、反射层、第二介质层和馈电层；有源层是由金属贴片、电感和开关二极管元件组成，焊接于金属贴片的缝隙处；反射层基本由金属覆盖。馈电层提供两个独立的馈电电路，可加载直流电压，调控超表面的工作状态。金属化过孔从有源层的金属贴片连接到馈电电路，在介质层和反射层都留有相应孔隙。该有源超表面具有极化不敏感性，展现了高效率的2比特相位调控特性，即各状态电磁响应呈现的相位差为90°。本发明兼顾了成本、制造复杂度和性能等多个因素，具有较好的应用前景。
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