宽带电磁涡旋的设计和实现

提出了基于反射型电介质超表面的宽带电磁涡旋波束发生器,它工作在53~70 GHz频段范围内,相对带宽达到了27.6%。本设计采用折射率较高的电介质元件位于低折射率基板上。超表面能够引起反射波和入射波之间的偏振转换。通过调整高折射率电介质元件的尺寸,可以在反射波与入射波之间获得从0到2π的相移。电介质元件尺寸的进一步适当调整可以使得不同元件之间的相位差在53~70 GHz的带宽内基本不变,从而提供产生宽带毫米波电磁涡旋的能力。应用偏振转换效率和模式频谱等品质因数来定量评估生成的电磁涡旋波束的质量。还研究了更高阶的电磁涡旋波束发生器。实验结果证明了该结构的有效性。