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新型微波超材料對空間波和表面等離激元波的自由調控或實時調控
成果介紹超材料(Metamaterial),或其二維形式—超表面(Metasurface)由具有亞波長尺寸的人工原子周期或者非周期地排列而成,其描述方式可分為等效媒質和空間編碼兩種形式。由等效媒質描述的超材料(或超表面)我們稱之為新型人工電磁媒質,由空間編碼描述的超材料(超表面)我們稱之為編碼超材料(超表面)和數字超材料(超表面)。對于新型人工電磁媒質,人們通過自由設計單元結構、單元排列方式、以及單元各向異性,可以根據意愿控制等效媒質的媒質參數,實現自然界中不存在或者很難實現的介電常數和/或磁導率,進而控制電磁波。本成果對于新型人工電磁媒質對電磁波的調控作用,例如隱身衣、電磁黑洞、雷達幻覺器件、遠場超分辨率成像透鏡、新型透鏡天線、隱身表面、極化轉換器、人工表面等離激元器件及混合集成電路等。技術創新點及參數對于編碼和數字超材料(超表面),我們提出基于空間編碼調控電磁波的新思路。其中,一比特編碼超材料選用相位差接近180度的兩種基本單元(記為0單元和1單元),按照一定規律排列0和1單元構成超材料,以實現所需的設計功能。當電磁編碼采用FPGA控制時,可實現現場可編程超材料,即單一的超材料在FPGA的實時控制下可實現多種功能(例如單波束、多波束、波束掃描、隱身功能等)。市場前景本成果獲得國家自然科學二等獎。該項目突破傳統模擬超材料的等效媒質表征方法，創造性地提出用 0 和 1 表征的數字超材料，建了數字編碼和現場可編程超材料新體系；在國際上率先從微波傳輸線的角度研究人工 SPP 超材料，提出一種性能優越的超薄、可共形 SPP 傳輸線，開辟了基于 SPP 模式的微波領域新分支，實現了超材料研究從跟跑、并跑變成走在世界前列的跨越。
東南大學
2021-04-11
微波/毫米波大功率計
微波毫米波大功率計主要完成微波/毫米波領域大功率測試，是監測微波毫米波器件性能的關鍵測試儀器/設備。 團隊研制的微波/毫米波大功率計可以完成平均功率20kW以上電磁波能量的測定。
電子科技大學
2021-04-10
微波/毫米波大功率計
微波毫米波大功率計主要完成微波/毫米波領域大功率測試，是監測微波毫米波器件性能的關鍵測試儀器/設備。
電子科技大學
2021-04-10
微波毫米波新型基片集成導波結構及器件
基片集成類導波結構是近十幾年來微波毫米波學界發展起來的一種新型高性能平面集成導波結構，它具有極低的電磁泄露和互擾，其品質因數和功率容量遠高于傳統平面傳輸線，國內外數百所大學和研究機構開展了大量研究，使之成為微波毫米波領域最受關注的研究分支之一。 學科洪偉教授課題組是國際上這一學術分支的主要倡導者和貢獻者之一，在IEEE系列刊物上發表學術論文120余篇，在美、英、德、日、韓、波、葡等國家召開的國際會議上作大會報告、特邀報告20余次，論文被40多個國家的學者正面他引5000余次，獲授權國家發明專利50余項。 該研究成果在國內外都產生了比較大的影響，獲2016年度國家自然科學二等獎。
東南大學
2021-04-13
微波毫米波新型基片集成類導波結構及器件
成果介紹基片集成類導波結構是近十幾年發展起來的一類新型平面集成高性能導波結構，2011年被國際微波雜志列為“改變未來無源與控制器件的十大非凡發明”之首（Microwave Journal, Nov. 2011）。本項目組是國際上這一領域的主要貢獻者之一，在國家自然科學基金委創新群體基金和國家973項目等的資助下，對基片集成類導波結構的傳輸特性、諧振特性、損耗機理、模式轉換機理、極化轉換機理等科學問題及其在多個分支的創新應用開展了系統深入的研究，建立了精確有效的設計方法，構建了基礎設計公式，提出并命名了半模基片集成波導等新型導波結構，提出了一系列基片集成類無源元件新結構等。技術創新點及參數1、在國際上最早提出并發展了適合于周期性基片集成類導波結構的頻域有限差分和直線法全波分析模型，揭示了其傳輸機理，并在此基礎上構建了一組閉式設計公式。這組公式已被廣泛用于基片集成類導波結構元器件的設計。相關代表作單篇正面他引均超過150次。2、提出并命名了半模基片集成波導、折疊半模基片集成波導等新型導波結構，系統研究了其導波特性、損耗機理和模式轉換機理等，構建了設計公式，并在此基礎上發展了一系列新型微波毫米波高性能元器件，其中代表作單篇正面他引均超過100次。3、提出了多種基片集成波導無源新結構，深入研究了其諧振特性、耦合特性和損耗機理，并在此基礎上發展了一系列高性能新型元器件及單基片集成系統。相關代表作合計正面他引350余次。4、在基片集成波導天線輻射機理研究的基礎上，突破了經典Elliott設計公式的局限性，建立了相應的分析模型和設計方法，發展了一系列新穎的高性能基片集成類天線及陣列，相關代表作由于其基礎性和創新性被合計正面他引300余次。市場前景項目研究成果已獲54項授權國家發明專利，其中部分專利已進行技術轉讓并應用于企業產品中。
東南大學
2021-04-11
微波毫米波新型基片集成類導波結構及器件
該項目以基片集成類導波結構的工作機理與創新應用為主線，對這類結構及器件的傳輸特性、損耗機理等基礎科學問題進行了深入研究，提出了半模基片集成波導等多種新型平面導波結構，發展了相應的設計方法，并發明了一系列新型高性能微波毫米波器件，部分器件已得到實際應用。
東南大學
2021-04-10
一種基于超材料結構的微波功率傳感器
本發明公開了一種基于超材料結構的微波功率傳感器，包括基板、輸入微帶信號線、懸臂梁結構輸入微帶信號線、懸臂梁結構輸出微帶信號線、輸出微帶信號線、叉指結構、開路短截線電感以及微帶線地線，該微波功率傳感器是在基板上放置由懸空的叉指結構和開路短截線電感構成的超材料結構，當輸入的微波功率發生變化時，微波功率對相互平行、懸空的叉指結構的吸引，導致叉指結構的位移，從而使得叉指電容和開路短截線電感構成的超材料結構產生相應的相移輸出，通過檢測超材料結構的相移，實現微波功率的測量，本發明靈敏度高，且為相移輸出，測量誤差小，同時還具有結構簡單、成本低、體積小、功耗低、工藝兼容等優勢。
東南大學
2021-04-11
關于電荷密度波體系紅外和超快光譜的研究
LaAgSb2，這是一種二維層狀結構材料，分別在207 K和184 K發生兩個電荷密度波相變。這兩個相變對應的電荷密度波的調制波矢非常小（或者說實空間的調制周期非常大），尤其是高溫對應的相變其超格子調制周期幾乎接近原晶格周期的40倍。利用紅外光譜，他們發現低頻光電導譜存在顯著的壓制，揭示電荷密度波相變導致單粒子激發譜上有能隙打開，絕大部分自由載流子由于費米面上打開能隙而丟失。尤其有意義的是，利用超快泵浦探測他們發現低溫存在兩個集體激發模式，其能量尺度非常小，在低溫極限下分別只有0.12 THz（～0.5 meV）和0.34 THz（～1.4 meV）。通過改變探測光波長等多種實驗條件，他們確認這兩個集體模式分別對應于兩個電荷密度波相變的振幅子集體激發模式。這是首次在電荷密度波材料中觀察到能量尺度如此之小的振幅子激發
北京大學
2021-04-11
一種頻率可調的太赫茲波超材料調制器
本發明公開了一種頻率可調的太赫茲波超材料調制器，包括周 期排列的單元器件，每一個單元器件包括襯底、位于襯底上的功能材 料層以及位于功能材料層上的金屬諧振單元；當功能材料層從絕緣相 變成金屬相，功能材料層的電導率呈指數倍增加使得金屬諧振單元的 中間開口電容的面積增加，金屬諧振單元的諧振頻率隨著電容的增大 而變小實現了對單元器件的頻率調諧。本發明采用在太赫茲波段低傳 輸損耗襯底上制作周期排列的金屬開口諧振單元、利用金屬絕
華中科技大學
2021-04-14
基于人工表面等離激元的微波渦旋波發生器及其實現方法
本發明公開一種基于人工表面等離激元的微波渦旋波發生器。該結構工作在微波頻段，由雙層人工表面等離激元波導實現對于電磁波的傳輸，上層波導和下層波導之間的連接通過一個金屬過孔實現。該微波渦旋波發生器的輻射部分主要由一系列放置在人工表面等離激元波導旁邊的圓形貼片實現，同時這些圓形貼片作為諧振器也提供了產生不同的渦旋波所需的相位。這種微波渦旋波發生器可以在不同頻率處實現具有不同軌道角動量模式的渦旋波，而不需要在結構上做出任何改變。
東南大學
2021-04-14