项目批准号：62271112，项目名称：基于拓扑优化和机器学习的高性能超表面透镜天线设计研究 ，项目起止年月：2023年01月至 2026年 12月，项目负责人：杨雪松。

项目摘要：

具有亚波长结构的超透镜天线因其低剖面和高定向性等优势，在远程通信、深空探测等领域具有重要价值。要高效调控超透镜的电磁辐射特性，超表面单元及其阵列排布极为关键。拓扑优化能改变结构的联通性和形状，自由度大；机器学习能建立结构与电磁特性的映射，有助于探究电磁调控性能与结构的内在联系。项目旨在结合拓扑优化和机器学习，研究高性能超透镜天线的实现方法。主要内容有：①研究拓扑优化与机器学习相结合的超表面单元设计方法，以实现高性能单元的快速设计；②基于机器学习，研究超表面单元间的电磁耦合及单元角度色散的规律，建立耦合模型和角度色散模型；③基于上述模型，研究超表面单元特性与其阵列表现的关系，建立单元性能评价模型；④设计具有高口径效率的宽带、多极化、宽扫描角度等性能的平面超薄超透镜天线。上述研究有望推动超透镜天线理论和设计方法的发展，为超表面电磁器件的工程应用提供理论依据、高效设计方法和若干实验验证的结构。