期刊观察--超表面 (Metasurface)
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传统的无源超表面只能具有一种特定的偏振转换功能。一种基于变容二极管的可重构多功能超表面，能够同时进行光束控制、偏振转换和相位偏移
X. Yang, E. Wen, D. Bharadia and D. F. Sievenpiper, "Multifunctional Metasurface: Simultaneous Beam Steering, Polarization Conversion, and Phase Offset," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 72, no. 5, pp. 4589-4593, May 2024, doi: 10.1109/TAP.2024.3371697.
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超表面介绍
超表面（如果单元由常见的天线设计组成，则有时称为反射阵列/发射阵列）是超材料的二维对应物，表现出前所未有的波操纵能力，例如偏振转换、波束控制和相位控制。
此外，与 3-D 元金属相比，其低剖面、低成本和易于制造的特点使其更具吸引力。它引起了从微波状态到太赫兹和光学范围的广泛关注，因为它在无线系统中有前途的应用，以提高发射器和接收器之间通信的鲁棒性和效率，特别是对于通常线性极化的现代超紧凑电子系统。
偏振失配可以通过偏振转换来缓解，以匹配直接路径的极化。通过波束控制，最大功率被重定向到接收器。反射超表面的反射光束可以通过相位匹配与直接路径建设性地结合。此外，这样的表面可以作为停车标志的有用附件，用于将信号反射回雷达，偏振变化将能够在拥挤的反射中检测停车标志来自环境的其余部分。
除了偏振转换和光束控制外，另一个功能，即添加相位偏移，可能可用于集成到多功能可重构超表面。此功能可以对反射光束进行相位操纵，因此当使用多个超表面来抵消或增强局部场时，可以创建空间热/冷点。最近关于智能表面启用多输入和多输出（MIMO）的研究需要对反射光束进行相位操纵，以提供MIMO空间多路复用增益。我们相信，开发具有同时偏振、光束控制和相位偏移的超表面可以在无线通信系统中找到许多应用。
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传统的无源超表面只能具有一种特定的偏振转换函数。还需要注意的是，偏振转换不是可选的，这阻碍了它们在现实世界中的应用。对可重构超表面的研究通过集成非线性元件或材料来增加多功能性来解决这个问题。然而，以前对基于变容二极管的超表面的研究只实现了部分功能。其他关于发射阵列和反射阵列的研究使用二极管在不同的偏振和相位延迟之间切换。受限于 1 位相位分辨率，要实现完全相位偏移具有挑战性，并且需要较大的表面才能实现精确的转向角。使用移相器（尤其是分立移相器）也存在此问题。此外，由于结构的电容是可调的，因此采用变容二极管可以拓宽工作带宽。
提出了一种基于变容二极管的可重构多功能超表面，能够同时进行光束控制、偏振转换和相位偏移。晶胞设计用于自然地将入射波分解为两个等幅度的正交线性分量，并且通过集成变容二极管，可以将场分量的反射相位设计为−180°至180°。利用变容二极管的无限状态，该设计集成了一个新功能，即相位偏移。在对其能力进行仿真验证后，将四层 7 x 6 单元的一维原型制造为印刷电路板。实验证明，它在 X/Y 和圆极化之间切换，偏振转换率 （PCR） 超过 0.9，同时达到 ±45° 转向和 ±180° 相位偏移。
