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可编程电磁超表面波前与全息成像实验室

相位梯度如何“掰弯”电磁波?

拖动参数,观察超表面单元的离散相位编码如何重构远场波束。该实验把“目标功能 → 相位分布 → 电磁场响应”的设计链路可视化。

● 教学级物理模型
目标方向θ 30°
仿真峰值θ 30.1°
相位失真均方根误差25.9°
相干效率估计81.1%

① 超表面相位编码

16 × 16 / 2-bit
0π/2π3π/2

② 远场角谱强度

u = sinθcosφ, v = sinθsinφ

③ 主截面方向图

归一化强度 / dB

核心物理关系

广义斯涅尔定律
φₘₙ = −k₀[xₘ sinθ₀ cosφ₀ + yₙ sinθ₀ sinφ₀]
AF(u,v) = ΣₘΣₙ exp{j[k₀(xₘu+yₙv)+φₘₙ]}
相位沿 x 方向近似线性递减,因此波束在 x–z 平面内偏转。增加偏转角会要求更大的相位梯度。

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