誘電体基材の上に導電性パッチ(既定形状:正方形、サイズのみ可変)を印刷して、狙った角度へ電波を反射させるメタサーフェス(リフレクトアレイ型・金属裏打ち)を設計するデモです。目標角度を選ぶと、必要な位相勾配から各パッチのサイズ配列を自動設計して印刷配置を表示し、散乱パターンで実際にその角度へビームが飛ぶことを確認できます。パッチサイズの種類を数種類に絞った場合(量子化設計)に何が起きるかも試せます。計算は一瞬です。
本ページはデモ(設計事例)です。素子形状の変更(リング・十字等)、透過型メタサーフェス、斜入射・2次元配列、RCWAによる厳密検証など、様々なメタサーフェス設計に対応できますので、お気軽にご相談ください。
目安: 製造・管理を簡単にするためサイズの種類を絞ると、位相が粗くなりビームの質が下がります(量子化ローブの発生)。どこまで絞れるかが実務的な設計判断です。
垂直入射・素子ピッチλ/2固定(周波数に連動)。基材は高周波基板(εr=3.5相当)+金属裏打ちを想定。デモのため条件はプリセットからの選択です。
金色=導電パッチ(印刷)。サイズで反射位相を制御し、位置とともに位相が勾配を持つように並べます。サイズが周期的に繰り返す縞が「位相の巻き戻し(2π周期)」に対応します。
橙破線=目標角。何も設計しなければ電波は0°(正面)へ鏡面反射しますが、設計した配置により狙いの角度へビームが移ります。サイズ種類を絞ると量子化ローブ(不要な方向への飛び)が現れます。
各パッチの反射位相を簡易共振モデル(パッチ寸法→共振周波数→位相のS字カーブ)で見積もり、目標角に必要な位相勾配 dφ/dx=−k₀sinθt を満たすサイズ配列を逆設計しています。散乱パターンは素子位相を含むアレイ合成で計算しています。