電磁最佳化實驗室EM Optimization Lab陳晏笙研究團隊

本論文提出一種在操作在28 GHz的各向異性（Anisotropic）超穎表面（Metasurface），使訊號波在透射過超穎表面時能極化轉換並提升增益，並同時讓反射回超穎表面的訊號波能再次反射回使用者並提升增益，展現了超穎表面對空間波的靈活控制，在不使用主動元件前提下達到增益提升、極化轉換、非對稱傳輸、各向異性的能力。本論文使用了法布里-珀羅（Fabry-Pérot）結構的極化轉換器（Polarization converter）搭配光柵（Grating）來實現非對稱傳播（Asymmetric Propagation）的各向異性超穎表面，藉由入射波極化方向來控制超穎表面的透射與反射模式，不同於以往文獻中需要靠主動電路來控制，此方法更為簡單、緊湊。使用準八木天線作為饋入天線，其增益為8.0 dBi；入射在所設計的超穎表面上，其增益提升的能力作為透射陣列時有18.6 dBi的最高增益，E-Plane之半波束寬為5.8°，H-Plane之半波束寬為5.1°，孔徑效率為4.6 %，極化轉換率（Polarization-Conversion Ratio，PCR）為98 %；當作為反射陣列時有16.4 dBi的最高增益，E-Plane之半波束寬為7°，H-Plane之半波束寬為6.1°，孔徑效率為2.8 %；在同時作為透射與反射陣列時在聚焦方向有20.3 dBi的最高增益，E-Plane之半波束寬為6.9°，H-Plane之半波束寬為5.8°，孔徑效率為6.8 %。