【摘 要】
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电磁超表面作为一种由亚波长单元结构所构成的平面型人工结构材料，具有操控电磁波的能力。而数字编码超材料的出现成为了连接物理世界和数字世界的桥梁。本文主要围绕编码超表面对电磁波的相位调控作用展开研究，通过理论分析、模型仿真以及实验测试验证了所设计的编码超表面对于电磁波的调控作用。本文主要研究内容如下： 1. 设计了一种基于铟锡氧化物透明薄膜的光学透明编码超表面。将所设计的两种不同相位响应的数字化超表
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电磁超表面作为一种由亚波长单元结构所构成的平面型人工结构材料，具有操控电磁波的能力。而数字编码超材料的出现成为了连接物理世界和数字世界的桥梁。本文主要围绕编码超表面对电磁波的相位调控作用展开研究，通过理论分析、模型仿真以及实验测试验证了所设计的编码超表面对于电磁波的调控作用。本文主要研究内容如下：
1. 设计了一种基于铟锡氧化物透明薄膜的光学透明编码超表面。将所设计的两种不同相位响应的数字化超表面单元按照特定的编码序列排列好后可以实现不同角度双波束和四波束波束偏折。利用优化的随机编码序列可以在工作频段内降低雷达散射截面积10dB以上，且可见光频段透光率可达80%以上。
2. 设计了一种可实现完美异常反射的3bit数字编码超表面。利用数字化编码单元和阻抗匹配理论提出了一种编码序列设计方案用以抑制异常反射中高次谐波的产生。对于正入射的电磁波，所设计编码超表面可以在28°、38°、48°和70°四种不同的角度上实现完美异常反射，其中反射效率均可达到90%以上。
3. 设计了一种可实现宽频带宽角度波束扫描的1bit编码超材料天线。利用两个PIN二极管设计了一种对称支路结构，可以有效调控辐射波的相位响应。结合优化的编码序列，所设计超表面天线可以实现在E面和H面0°-50°范围内的波束扫描功能。
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