12、材料互联网交互软件设计：原理与应用

材料互联网交互软件设计：原理与应用

1. 半解析计算

在进行散射场计算时，利用几何光学和傅里叶光学原理，假设在超表面的主坐标轴（(\hat{x}) 或 (\hat{y})）上为线性极化，并且已知解析定义的源类型（如平面波或球面波[点源]），可以通过以下表达式来表示从超表面散射的电场：
[
E_{sc}(\theta, \phi) = \sum_{m = 1}^{M} \sum_{n = 1}^{N} A_{mn}e^{j\alpha_{mn}} \cdot f_{mn}(\theta_{mn}, \phi_{mn}) \cdot \Gamma_{mn}e^{j\varphi_{mn}} \cdot f_{mn}(\theta, \phi) \cdot e^{jk_0\delta}
]
其中，(\delta = m d_x \sin\theta \cos\phi - n d_y \sin\theta \sin\phi) ，各参数含义如下：
1. (\theta, \phi) 是 3D 散射图案中的一个方向，在本文中是超表面上方的上半球。
2. (d_x, d_y) 是单位单元在切向方向上的尺寸。
3. (M, N) 是超表面在其两个切向方向（即 (xy) 平面）上的单位单元总数。
4. (mn) 是用于识别超表面中单个单位单元的 2D 编号方案（例如，行和列索引）。
5. (A_{mn}e^{j\alpha_{mn}}) 是照射到 (mn) 单元上的场（振幅和相位）。
6. (\Gamma_{mn}e^{j\varphi_{mn}}) 是 (mn) 单元的反射系数（振幅和相位），取决于给定极化和频率下的配置。
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