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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学申请的专利一种二重对称P-B相位高透光超表面结构序及单元图案设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116168778B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-23发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211578705.2，技术领域涉及：G16C60/00；该发明授权一种二重对称P-B相位高透光超表面结构序及单元图案设计方法是由陆振刚;刘云菲;张怡蕾;谭久彬;王赫岩设计研发完成，并于2022-12-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种二重对称P-B相位高透光超表面结构序及单元图案设计方法在说明书摘要公布了：一种二重对称P‑B相位高透光超表面结构序及单元图案设计方法，属于人工电磁超材料领域。所设计的二重对称P‑B相位高透光超表面是由图案层、透明介质层、金属网栅层顺序层叠组成的编码超表面，本发明提出基于传输矩阵与等效电路方法实现图案层栅网化单元图案贴片几何参数设计，大幅度降低设计时间，简化设计进程，可应用于不同目标频段图形贴片设计。同时，超表面结构序由本发明所提出的关于目标频段内多点散射特性的适应度函数优化设计得到，使编码超表面在目标频段内具有低散射性能。另外，所设计的超表面可实现宽波段高透光，广泛应用于航空航天、医疗、精密仪器设备的高性能光窗中，应用前景广阔。

本发明授权一种二重对称P-B相位高透光超表面结构序及单元图案设计方法在权利要求书中公布了：1.一种二重对称P-B相位高透光超表面结构序及单元图案设计方法，二重对称P-B相位高透光超表面，由图案层3、透明介质层5、金属网栅层7三层顺序层叠构成；所述超表面为一比特编码超表面，图案层3由N×N组具有P-B相位特性的编码单元按结构序排布组成，N≥5，编码单元根据一位二进制编码表述为编码单元031和编码单元132；所述P-B相位特性是指编码单元031和编码单元132间的反射相位差为图形贴片35构成编码单元031和编码单元132时其几何旋转角度二倍的特性；所述编码单元031由M×M个基本单元033按二维阵列排列组成，M≥2；所述基本单元033包含旋转状态为0°的图形贴片35；所述编码单元132由M×M个基本单元134按二维阵列排列组成，M≥2，且基本单元个数与编码单元031中相同；所述基本单元134包含旋转状态为90°的图形贴片35；所述基本单元033和基本单元134形状为正方形，其中均有且仅有一片图形贴片35，且图形贴片35中心与基本单元033和基本单元134中心重合；基本单元033和基本单元134的正方形边长相等；所述图形贴片35具有非环状、二重对称且各向异性特点；所述非环状是指图形贴片35内不含有孔洞部分；所述二重对称为以图形贴片35中心为原点在图形贴片平面内建立直角坐标系，可以有一个直角坐标系使得图形贴片35按两条相互垂直的对称轴对称，对称轴为两条直角坐标轴x和y；图形贴片35中心点到其在坐标x轴方向上投影最远点距离为图形贴片35在坐标轴x方向上的几何参数d；图形贴片35中心点到其在坐标轴y方向上投影最远点距离为图形贴片35在坐标轴y方向上的几何参数l；所述各向异性为图形贴片35在两个直角坐标轴方向上的几何参数d≠l；所述图形贴片35为栅网化的金属贴片；所述栅网化是指图形贴片35轮廓部分保留，且轮廓部分金属线宽大于等于金属网栅线宽，图形贴片35除轮廓部分用金属网栅填充；所述金属网栅为由网栅单元按二维阵列排布构成的栅网状微细金属结构；所述编码单元031和编码单元132的结构序是指根据遗传算法按照低散射超表面功能优化出的编码序列，其特征在于，在目标频段内均匀选取多个频点，所述遗传算法中的适应度函数为这些频点处编码超表面后向散射能量中最大值和标准差的平均值乘积的倒数；二重对称P-B相位高透光超表面单元图案设计方法，其特征在于，超表面单元图案几何参数由如下步骤获得： Ⅰ、设定一比特编码超表面的目标工作频带； Ⅱ、根据麦克斯韦方程边界条件，应用传输矩阵法，结合电磁波在图案层和介质中的传输矩阵，由电磁波垂直入射单元超表面时的传输过程，获得单元超表面的反射场，所述单元超表面是指图案层3只包含一个基本单元时的超表面最小结构；所述单元超表面的反射场为： 其中，i＝x,y，代表直角坐标轴x和y方向；Ai和Bi分别代表图案层3上正向和反向传播的电磁波的电场幅值，A1和B1分别代表金属网栅层7上正向和反向传播的电磁波的电场幅值，为传播系数，ω＝2πf为角频率，μ为介质绝对磁导率，μ＝μ0μr，μ0为真空磁导率，μr为介质相对磁导率；ε为介质绝对介电常数，ε＝ε0εr，ε0为真空介电常数，εr为介质相对介电常数；h为介质层厚度；Y0＝1Z0为自由空间导纳，Y1＝1Z1为介质层导纳，为介质层的特征阻抗；Yi＝1Zeff-i为单元超表面图案层3特征导纳，Zeff-i为单元超表面图案层3等效阻抗； Ⅲ、由步骤Ⅱ中所述单元超表面的反射场，结合电磁波在图案层3和透明介质层5中的传输矩阵以及金属网栅7上正向和反向传播的电磁波电场幅值，获得单元超表面在直角坐标轴x和y方向上场分量反射系数与反射场之间的关系；所述电磁波在图案层3和透明介质层5中的传输矩阵分别为和理想状态下，电磁波在单元超表面金属网栅层7上发生全反射，则金属网栅层7上正向和反向传播的归一化电磁波电场幅值定义为： 所述单元超表面沿直角坐标轴x和y方向场分量的反射系数rx和ry与相应的反射场之间的关系为： rx＝BxAx ry＝ByAy 设定目标频段内一比特编码超表面需达到低散射的目标，则单元超表面在目标频段内需要具有高反射率，即|rx|＝|ry|＝1，则可量化出目标工作频带上下两个频率端点处图形贴片35在直角坐标轴x和y方向上的等效阻抗Zeff-i； Ⅳ、所述等效阻抗方程为其中Li为等效电感,Ci为等效电容，等效感抗XLi＝ωLi，等效容抗BCi＝ωCi；根据目标工作频带上下两个频率端点处图形贴片35在坐标轴x方向上两个等效阻抗方程组成的方程组，求解出图形贴片35在坐标轴x方向上等效感抗和等效容抗的解空间；同理，求解出图形贴片35在坐标轴y方向上的等效感抗和等效容抗的解空间； Ⅴ、步骤Ⅳ所述的直角坐标轴x和y方向上等效感抗和等效容抗与图形贴片35在对应坐标轴上的长度以及图形贴片35面积之间的关系为： 其中wx＝S2l 其中gax＝p-S2l 其中wy＝S2d 其中gay＝p-S2d 其中，p为基本单元033和基本单元134对应正方形的边长，S为图形贴片35面积；Fp,η,λ为： 其中α为电磁波入射角，λ为电磁波波长； Ⅵ、步骤Ⅳ中在坐标轴x和y方向上的解空间中每一组等效感抗和等效容抗值都有一对几何参数值d和l与之相对应，并可应用步骤Ⅴ中关系式量化此时图形贴片35几何参数d和l的数值；在坐标轴x和y方向上图形贴片35几何参数量化值相同的一组解作为二重对称P-B相位高透光超表面单元图案几何参数的最终解。

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