超表面--近场多波束控制
超表面允许对与表面相互作用的电磁场进行非规范作。从天线的角度来看，超表面在定义创新辐射器件方面提供了更大的灵活性，如偏振和相位操纵以及辐射异形光束。
超表面用于近场波束操纵 近零介电常数（ENZ）超材料 参考资料
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超表面用于近场波束操纵
随着天线近场变得越来越重要（传感、近场通信、医学成像、热疗等），要求也越来越高，将近场整形和超表面的概念结合起来是有意义的。
假设一个圆形孔径位于笛卡尔坐标系的xy平面上，在自由空间中辐射（介电常数ε0和磁导率μ0），如图所示。孔径场EAP仅支持与孔径分量相切的方向（EAPz=0），并在正半空间中辐射电场E。
那么近场强度I可以表示为，
计算孔径分布EAP辐射的近场E开始,在近场平面上应用掩模（Mask），限制场强分布（如波束位置、旁瓣电平）。将修正后的近场反向映射为新的孔径场分布，迭代至收敛。通过圆柱坐标系转换,使EΦ=0，实现波束的极化分离（如不同波束对应不同径向极化方向）。结合交替投影法与极化约束，灵活生成复杂近场分布。
总结：
传统天线难以灵活控制近场分布，超表面为实现紧凑、低成本的多波束生成提供了可能，但需解决场强调控与极化约束问题。
近零介电常数（ENZ）超材料
近零介电常数意味着材料的介电常数在特定频率下接近零，这可能导致电磁波在该材料中传播时表现出非常特殊的性质，比如相位变化极小。
因此，ENZ材料能将入射波的相位前缘调整为与材料出口面形状一致，从而实现相位模式的灵活调控。
当介电常数趋近于零时，麦克斯韦方程组的简化形式，
磁场的旋度为零，意味着磁场是无旋的，而电场的旋度与变化的磁场有关。这可能意味着电磁波在ENZ材料中传播时，相位变化可以忽略，导致相位前缘在出口端与材料的形状一致。
有两种典型几何结构下的ENZ材料，例如平面ENZ平板和圆柱形ENZ壳层。对于平面ENZ平板，当介电趋近于零时，只有在垂直入射（β=0）时才有显著的传输，其他角度的入射波会被强烈反射。这说明ENZ平板可以作为角向滤波器，只允许特定方向的波通过，从而调整辐射的相位模式。
[1] I. Iliopoulos et al., "Near-Field Multibeam Generation by Tensorial Metasurfaces," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 67, no. 9, pp. 6068-6075, Sept. 2019, doi: 10.1109/TAP.2019.2918490.
[2] A. Alù, M. G. Silveirinha, A. Salandrino and N. Engheta, "Epsilon-near-zero metamaterials and electromagnetic sources: Tailoring the radiation phase pattern", Phys. Rev. B Condens. Matter, vol. 75, Apr. 2007.
