La hipersuperficie tiene tres características:
1. A diferencia de la estructura periódica bidimensional tradicional, los elementos que componen la hipersuperficie pueden ser uniformes o no uniformes;
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2. La escala de los elementos que constituyen la metasuperficie debe ser inferior a la longitud de onda;
3. Se pueden lograr funciones flexibles, como selección de frecuencia, torsión de polarización, generación de vórtices, control de enfoque, dispersión y emisión.
Debido a la complejidad del diseño de estructuras de metasuperficies, los métodos de diseño rápido basados en algoritmos genéticos y aprendizaje automático también son una de las direcciones de investigación más candentes.
En las primeras etapas del desarrollo de metasuperficies, los investigadores desarrollaron las características únicas de varias metasuperficies. En esta etapa, al combinar metasuperficies con antenas tradicionales, se pueden lograr funciones como aumentar la directividad de la antena, reducir RCS, reducir el acoplamiento entre elementos del conjunto y reconfigurar antenas. Dado que la antena y la metasuperficie generalmente se diseñan de forma independiente, la metasuperficie generalmente solo se usa como estructura auxiliar en la antena para mejorar el rendimiento relacionado de la antena tradicional.
1. Antena direccional. Para comunicaciones de larga distancia e imágenes de alta resolución. Las estructuras de metasuperficie pueden excitar aberturas de radiación más grandes, lo que da como resultado distribuciones de amplitud y fase más uniformes. Dado que los materiales o estructuras no uniformes tienen diferentes fases de reflexión, esto logra una reflexión/refracción anormal, y la dirección de las ondas reflejadas o refractadas se puede controlar diseñando la distribución de fases de reflexión no uniforme en la superficie. La directividad de la antena se puede aumentar utilizando superficies reflectantes/refractivas inusuales de PGM.
2. Antena RCS baja. Hay dos métodos para eliminar el RCS de la antena: difusión y absorción de potencia, utilizando superficies de conductores magnéticos artificiales (AMC).
3. Supresión del acoplamiento mutuo. Utilice la superficie EBG como filtro de parada de banda.
4. Antena reconfigurable. Se pueden sintonizar la frecuencia de funcionamiento, el patrón de radiación y el patrón de polarización de la antena.
5. Las metasuperficies pueden alcanzar parámetros constitutivos extremos, como materiales con índice de refracción cercano a cero (ENZ), longitudes de onda infinitas, control de velocidad de fase, etc.
En esta etapa, la metasuperficie no solo se utiliza como sustrato auxiliar o capa de cobertura para la antena, sino que se integra con la antena y las dos son inseparables. La alimentación de la antena generalmente está situada en un extremo o centro de la antena, y la estructura de metasuperficie se convierte en la apertura de la antena. Por lo tanto, nacieron algunas nuevas súper antenas, como antenas de radiación corta, antenas de escaneo de frecuencia, RCS, etc.
1. Súper antena de escaneo de frecuencia
2. Súper antena de alta ganancia
3. Súper antena multihaz
4. Súper Antena RCS