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公开(公告)号：CN112542685B
公开(公告)日：2021-11-02
申请号：CN202011508392.4
申请日：2020-12-18
Applicant: 北京大学
IPC: H01Q1/36
Abstract: 本发明公开了一种微波和太赫兹波全金属双曲超材料天线及其实现方法。本发明包括金属曲折线和支撑柱，每一根金属曲折线的形状为方波形，多根金属曲折线沿y方向周期排列构成金属二维曲折线平面，多层金属二维曲折线平面沿x方向周期性排列构成全金属双曲超材料天线；本发明不但能够有效降低了整体结构的损耗，同时对入射行波也拥有极高的透射率，入射角小于50°时，TM极化入射波透射率超过80％；同时，由于缺少固体填充介质，还能够工作在一些特殊场景下，如高功率场合，以及需要电子能够自由移动的无阈值切伦科夫辐射中；本发明不局限于微波波段，在介质损耗极高的太赫兹波段，应用该方法同样能够设计得到低损耗的太赫兹全金属双曲超材料天线。
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公开(公告)号：CN111697307B
公开(公告)日：2021-10-01
申请号：CN202010466425.7
申请日：2020-05-28
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了应用于回旋管的人工局域表面等离激元谐振腔及控制方法。本发明将人工局域表面等离激元谐振腔应用于回旋管的互作用腔体，人工局域表面等离激元谐振腔为内开圆对称光栅，当内开圆对称光栅的结构参数确定时，通过计算解出谐振频率；根据谐振频率得到阻带和准通带，使得高阶电磁工作模式的频率处于准通带内，同时使得高次谐波状态的频率处于阻带内，从而能够从根本上消除模式竞争问题；并且，根据实际需要的谐振频率设定内开圆对称光栅的尺寸和选择谐波次数。
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公开(公告)号：CN111697338B
公开(公告)日：2021-04-30
申请号：CN202010547719.2
申请日：2020-06-16
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种人工表面等离激元轨道角动量波束扫描天线及其方法。本发明采用波导馈电装置，将同轴线中的TEM模式转换为SSP模式，沿着SSP传输线的表面传播；加载在SSP传输线外的辐射结构的衍射作用下，SSP模式的波矢叠加上衍射所产生的谐波波矢，产生频谱搬移效应，从而将SSP模式转换为自由空间辐射波，同时辐射结构的螺旋线的本征电场具有OAM模式，因此实现了具有OAM模式的空间辐射波，并且工作在不同的频段内；通过控制工作频率操控OAM模式的辐射方向；OAM模式的旋转方向与螺旋线的手性一致；本发明结构紧凑，不需要多个单元组阵；系统的鲁棒性强，只需要保持螺旋线的螺旋特性即可；波导馈电装置简单，只需要同轴端口馈电即可，不需要复杂的馈电网络。
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公开(公告)号：CN112542685A
公开(公告)日：2021-03-23
申请号：CN202011508392.4
申请日：2020-12-18
Applicant: 北京大学
IPC: H01Q1/36
Abstract: 本发明公开了一种微波和太赫兹波全金属双曲超材料天线及其实现方法。本发明包括金属曲折线和支撑柱，每一根金属曲折线的形状为方波形，多根金属曲折线沿y方向周期排列构成金属二维曲折线平面，多层金属二维曲折线平面沿x方向周期性排列构成全金属双曲超材料天线；本发明不但能够有效降低了整体结构的损耗，同时对入射行波也拥有极高的透射率，入射角小于50°时，TM极化入射波透射率超过80％；同时，由于缺少固体填充介质，还能够工作在一些特殊场景下，如高功率场合，以及需要电子能够自由移动的无阈值切伦科夫辐射中；本发明不局限于微波波段，在介质损耗极高的太赫兹波段，应用该方法同样能够设计得到低损耗的太赫兹全金属双曲超材料天线。
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公开(公告)号：CN111541493B
公开(公告)日：2021-03-23
申请号：CN202010357771.1
申请日：2020-04-29
Applicant: 北京大学
IPC: H04B10/90
Abstract: 本发明公开了一种毫米波太赫兹多模宽带可调的OAM模式辐射器及方法。本发明采用形自由电子束贴着同轴的螺旋光栅的表面飞行，同时激发多个宽频带模式的自由空间辐射的OAM模式，不同拓扑荷的轨道角动量模式的工作频率由带电粒子的工作电压以及螺旋光栅周期决定，在相同的拓扑荷下，工作电压越高，周期越小，工作频率越高；轨道角动量的辐射方向由工作频率和螺旋光栅决定，并且能够在每个谐波次数下完成从±90度的空间扫描；本发明的结构简单，调节方便，尤其适用于基于轨道角动量的通信系统中；且工作频率、辐射方向可以通过带电粒子的工作电压进行操控。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111697307A
公开(公告)日：2020-09-22
申请号：CN202010466425.7
申请日：2020-05-28
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种应用于回旋管的人工局域表面等离激元谐振腔及方法。本发明将人工局域表面等离激元谐振腔应用于回旋管的互作用腔体，人工局域表面等离激元谐振腔为内开圆对称光栅，当内开圆对称光栅的结构参数确定时，通过计算解出谐振频率；根据谐振频率得到阻带和准通带，使得高阶电磁工作模式的频率处于准通带内，同时使得高次谐波状态的频率处于阻带内，从而能够从根本上消除模式竞争问题；并且，根据实际需要的谐振频率设定内开圆对称光栅的尺寸和选择谐波次数。
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公开(公告)号：CN109887819B
公开(公告)日：2020-01-21
申请号：CN201910021983.X
申请日：2019-01-10
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种太赫兹回旋管边廊模返波互作用电路及其控制方法。本发明通过在主腔体内引入两段渐变结构，增加了电路的不均匀性；主要的高角向指数竞争模式的截止频率比工作模式高，所以其起振特性，尤其在单腔振荡状态对不均匀电路更为敏感，起振电流曲线被大幅提高，从而被有效抑制，实现高阶边廊工作模式的单模稳定高效输出；本发明能够有针对性地抑制太赫兹回旋管返波振荡器中高阶边廊模式附近的模式竞争，提高回旋管返波振荡器的工作稳定性和工作效率，这对其从微波、毫米波频段推向太赫兹频段具有重要意义。
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公开(公告)号：CN108226575B
公开(公告)日：2019-09-13
申请号：CN201711224347.4
申请日：2017-11-29
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种太赫兹宽带超分辨率探针及其探测方法。本发明的介质探针包括共轴的入射锥、过渡圆柱和出射圆台，在介质探针的过渡圆柱后半部分以及出射圆台的外表面，沿着角向设置有周期的超薄的金属条带；正入射的平面波进入入射锥，电磁能量逐渐转化为圆形介质波导中的波导模式，电磁波有效地局附在金属条带附近，不会产生能量泄漏，随着出射圆台的轴向半径的减小，波导模式逐渐转化为金属条带上的无模式截止效应的准TEM模式，电磁能量被有效地聚焦到出射圆台的出射端上，同时伴有显著的场增强效应；本发明的探针具有宽频带、低成本、高效率以及高分辨率的优点，对于太赫兹成像技术的发展和应用具有广泛而深远的意义。
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公开(公告)号：CN109946784A
公开(公告)日：2019-06-28
申请号：CN201711381156.9
申请日：2017-12-20
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种多通带太赫兹三层真空窗及其实现方法。本发明采用第一至第三介质窗片的三层窗结构，满足真空密封的需求，第一和第三介质窗片与第二介质窗片的谐振频率相互作用，促使谐振频率处带宽变宽，形成具有宽带特性的多通带，相对于单片窗来讲极大拓宽了透过的频带宽度，同时实现了多通带传输；采用第一至第三介质窗片依次间隔在第一至第四圆环支撑架中形成对称结构，圆环支撑架将介质窗片固定并真空密封，并辅助调节带宽；本发明整体结构简单，圆环支撑架与圆柱波导焊接实现真空密封，介质窗片在满足电磁波穿透性能的同时具有易于加工，成本较低的优势。
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公开(公告)号：CN109524790A
公开(公告)日：2019-03-26
申请号：CN201811313901.0
申请日：2018-11-06
Applicant: 北京大学
IPC: H01Q15/00
Abstract: 本发明公开了一种基于F-P腔加载的人工表面等离激元辐射器及控制方法。本发明采用金属光栅和法布里-珀罗F-P腔，电子束在二者之间的空隙中穿过，在金属光栅的表面激发出SSP，通过SSP与自由电子束注-波互作用实现SSP的放大，功率流到达F-P腔的一个反射镜时，部分功率流会被反射回到F-P腔中，继续注-波互作用，剩余部分功率流从F-P腔与金属光栅的空隙输出，通过再生放大机制，实现人工表面等离激元辐射器；在本发明中，F-P腔有效地延长了互作用距离，能够在较短的互作用电路上获得较高的互作用效率，特别是电子束电流较弱的片上太赫兹源系统；本发明简单有效，不仅仅能够用于太赫兹器件中，也能够用于其他的基于自由电子束的真空电子器件中。
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