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【发明授权】利用超材料接收电磁波的装置、方法和设置该装置的方法_波音公司_201910232508.7 

申请/专利权人:波音公司

申请日:2019-03-26

公开(公告)日:2022-09-20

公开(公告)号:CN110391502B

主分类号:H01Q15/00

分类号:H01Q15/00;H01Q1/48;H01Q1/38;H01Q1/36

优先权:["20180418 US 15/956,408"]

专利状态码:有效-授权

法律状态:2022.09.20#授权;2021.05.11#实质审查的生效;2019.10.29#公开

摘要:利用超材料接收电磁波的装置、方法和设置该装置的方法。装置包括:多个电磁双向各向异性装置、导电层以及设置在所述多个电磁双向各向异性装置与所述导电层之间的间隔体层。所述装置还包括电磁接口装置,该电磁接口装置设置在所述多个电磁双向各向异性装置与所述导电层之间。所述电磁接口装置被配置成响应于接收到电磁波输出电信号。

主权项:1.一种利用超材料接收电磁波的装置,该装置包括:多个电磁双向各向异性装置;导电层;第二多个电磁双向各向异性装置,所述第二多个电磁双向各向异性装置设置在所述多个电磁双向各向异性装置与所述导电层之间的层中,其中,所述多个电磁双向各向异性装置与所述导电层隔开第一距离,其中,所述第二多个电磁双向各向异性装置与所述导电层隔开第二距离;间隔体层,该间隔体层设置在所述多个电磁双向各向异性装置与所述导电层之间;以及电磁接口装置,该电磁接口装置设置在所述多个电磁双向各向异性装置与所述导电层之间,所述电磁接口装置被配置成响应于接收到电磁波而输出电信号,其中,所述装置被设置成非平面配置,并且所述第二距离小于所述电磁波的波长,其中,所述多个电磁双向各向异性装置中的一个电磁双向各向异性装置包括Ω形颗粒、一对互锁C形颗粒和成角度杆形颗粒中的至少一者。

全文数据:利用超材料的电磁接收技术领域本公开总体上涉及利用超材料metamaterial和电磁接口装置来接收电磁波。背景技术电磁波如射频RF波、光波以及电磁频谱的其它部分中的波被用于广泛的应用。例如,电磁波被用于通信、测距和探测、无线电力传输以及许多其它应用。对于RF传输来说,包括一个或更多个电磁波形的信号由发送器生成并从联接至该发送器的天线发射。对于光传输来说,信号由产生光束的源如激光器产生,并且使用诸如透镜、反射器等的光学器件沿特定方向引导该光束。无论信号是基于RF还是基于光,接收装置通常将来自传播电磁波的信号转换成电信号例如,导体中的交流AC或直流DC以供使用。为了利用该信号,接收装置或其一部分必须以允许接收装置将足够的电磁波能量转换成电信号的方式与该电磁波相交。许多接收装置是定向的例如,它们在某些方向上具有比在其它方向上更高的增益。因此,发送装置发送的能量有多少在接收装置处被转换成电信号可以部分地取决于信号发送器和接收装置的相对位置。发明内容在特定实现中,提供了一种装置,该装置包括:多个电磁双向各向异性bi-anisotropic装置、导电层以及设置在所述多个电磁双向各向异性装置与所述导电层之间的间隔体层。所述装置还包括电磁接口装置,该电磁接口装置设置在所述多个电磁双向各向异性装置与所述导电层之间。所述电磁接口装置被配置成响应于接收到电磁波输出电信号。在另一特定实现中,提供了一种方法,该方法包括以下步骤:在如下装置处折射电磁波,该装置包括多个电磁双向各向异性装置、导电层以及设置在所述多个电磁双向各向异性装置与所述导电层之间的间隔体层。所述方法还包括以下步骤:在电磁接口装置处接收折射后的电磁波,该电磁接口装置设置在所述多个电磁双向各向异性装置与所述导电层之间。所述方法还包括以下步骤:响应于接收到折射后的电磁波从所述电磁接口装置输出电信号。在另一特定实现中,提供了一种方法,该方法包括以下步骤:在导电层上设置电磁接口装置。所述电磁接口装置被配置成响应于接收到电磁波输出电信号。所述方法还包括以下步骤:在所述导电层和所述电磁接口装置上设置间隔体层。所述方法还包括以下步骤:在所述间隔体层上设置多个电磁双向各向异性装置。在此描述的特征、功能以及优点可以在不同实现中独立实现或者可以在其它实现中组合。其进一步的细节可以参照下列描述和附图找到。附图说明图1是例示包括多个电磁双向各向异性装置和电磁接口装置的装置的框图;图2是例示联接至一结构并符合该结构形状的图1的装置的图;图3A是例示图1的装置的、具有单个电磁接口装置和单个馈线的示例的图;图3B是例示图1的装置的、具有多个电磁接口装置和多个馈线的示例的图;图3C是例示图1的装置的、具有多个电磁接口装置和统一馈线的示例的图;图4A是例示图1的装置的、标识在图4B、图4C以及图4D中更详细示出的区域的示例的图;图4B、图4C以及图4D是例示图4A的装置的一部分的详细视图的图;图5A是例示图1的装置的、标识在图5B、图5C以及图5D中根据不同实现更详细示出的区域的示例的图;图5B是例示图1和图5A的电磁双向各向异性装置的、根据特定实现的Ωomega形颗粒的图;图5C是例示图1和图5A的电磁双向各向异性装置的、根据特定实现的一对互锁C形颗粒的图;图5D是例示图1和图5A的电磁双向各向异性装置的、根据特定实现的成角度杆形颗粒的图;图5E是例示图5D的成角度杆形颗粒的横截面图的图;图6A是例示图1的装置的特定实现的俯视图的图;图6B是例示图1的装置的另一特定实现的俯视图的图;图7A是例示根据特定实现的电磁波与图1的装置的相互作用的图;图7B是例示根据另一特定实现的电磁波与图1的装置的相互作用的图;图8是例示图1的装置的、具有多层电磁双向各向异性装置的框图;图9A、图9B、图9C、图9D以及图9E是例示形成图1的装置的方法的示例的图;图10是形成图1的装置的方法的示例的流程图;图11是使用图1的装置响应于电磁波来生成电信号的方法的示例的流程图;图12是例示包括图1的装置的交通工具的生命周期的各方面的流程图;以及图13是包括图1的装置的交通工具的例示框图。具体实施方式本文所公开的实施方式使用所谓的超材料来增加接收装置可以接收电磁信号的入射角范围。如这里所使用的,可以利用阈值增益从其接收电磁波的最大入射角被称为接受角acceptanceangle。通过接受角沿每个方向界定的区域被称为接受区域。在多个特定方面,如本文所述的装置的接受角为80度或更大。因此,这种装置在处于平面配置时的接受区域包括环绕该装置的一平面的法线,以相对于该法线的80度或更大的角旋转的锥体。在一些方面,该接受区域可以更宽,因为该装置是柔性的,使能将该装置设置成非平面配置例如,凸形配置。例如,该装置可以共形地conformally联接至凸形结构,如锥形或球形。在凸形配置中,该装置的接受区域可以显著更宽并且可以延伸直到360度例如,从装置表面的特定法线起沿任一方向的180度。作为特定示例,根据一些实现,根据本文描述的特定方面的天线能够同时不移动对85%的天空成像,同时保持大于15dB的天线信号增益。本文描述的超材料包括与导电层例如,地平面间隔开的多个电磁双向各向异性装置例如,双向各向异性磁极化超颗粒。所述多个电磁双向各向异性装置和导电层一起可能与其它组件一起形成折射装置。如下面进一步说明的,该折射装置高效地将入射电磁波折射至地平面。为了例示,在一些实现中,在大于80度的接受角度下,折射是无损的例如,具有单一增益。为便于参照,并且无限制地,折射装置的相邻电磁双向各向异性装置之间的间距在本文中被称为“水平间距”或“节距”,以对应于图中例示各种实现的方式。应当明白,在这种情况下,“水平”并不是指相对于重力或某一其它外部指示物的特定取向,而是仅被用作简化参照相邻电磁双向各向异性装置之间的间距的便利。类似地,为便于参照,并且无限制地,特定电磁双向各向异性装置与折射装置的导电层例如,地平面之间的间距在本文中被称为“垂直间距”或“高度”,以对应于图中例示各种实现的方式。应当明白,在这种情况下,“垂直”和“高度”并不是指相对于重力或某一个其它外部指示物的特定取向,而是仅被用作简化参照该特电磁双向各向异性装置与导电层之间的间距的便利。折射装置的电磁双向各向异性装置的水平间距基于待折射的电磁波的波长。在一些实现中,不同的水平间距被用于使折射装置能够在更宽的波长范围内操作。不同的水平间距是指折射装置的第一对电磁双向各向异性装置之间的水平间距不同于该折射装置的第二对电磁双向各向异性装置之间的水平间距。同样,电磁双向各向异性装置与折射装置的地平面之间的垂直间距也基于待折射的电磁波的波长,并且对于折射装置的不同电磁双向各向异性装置来说,垂直间距可以不同。在一些实现中,第一组电磁双向各向异性装置可以在第一层中彼此水平间隔开,并且第二组电磁双向各向异性装置可以在第二层中彼此水平间隔开。在这种实现中,第一层和第二层的垂直间距可以不同。电磁接口装置或一组电磁接口装置位于电磁双向各向异性装置与地平面之间例如,在折射装置内的层中。如本文所使用的术语“电磁接口装置”是指具有被选择成将电磁波转换成电信号的结构和材料的装置。因此,术语“电磁接口装置”包括响应于RF电磁波、响应于光无论是在人类可见波长范围内还是在人类可见波长范围之外、响应于电磁频谱的其它部分中的波,或其组合来生成电信号的装置。电磁接口装置的示例包括各种类型的天线,其响应于射频范围或微波频率范围中的电磁波而生成电信号。电磁接口装置的其它示例包括各种类型的光传感器,如基于半导体的光电检测器例如,光伏电池、光传感器、电荷耦合器件CCD以及有源像素传感器,其响应于红外波长与紫外波长之间的电磁波而生成电信号。电磁接口装置还包括用于检测其它波长范围内的电磁波的其它类型的传感器,如检测所谓的太赫兹波在大约1毫米至0.1毫米的波长范围内的基于半导体的传感器以及对电磁频谱的其它部分敏感的其它此类传感器。图1是例示包括多个电磁双向各向异性装置102和电磁接口装置106的装置100的特定示例的框图。图1中的示例提供了装置100的概述及其在平面配置中的一般操作。关于装置100的各种特征的附加细节参照各个后续附图进行例示并描述。在图1中,装置100包括导电层110其在大多数实现中被用作地平面,因此,本文有时称为地平面。电磁接口装置106覆盖导电层110。在图1所示的示例中,第二间隔体层108位于电磁接口装置106与导电层110之间。间隔体层104例如,第一间隔体层覆盖电磁接口装置106,并且电磁双向各向异性装置102覆盖间隔体层104。图1还例示了入射电磁波114,其相对于装置100的表面的法线112具有入射角116。在图1中,相对于装置100的上表面例示了法线112;然而,如果装置的各层具有相对均匀的厚度,则法线112平行于装置100的其它表面的法线,如在法线112的位置下面的地平面的表面的法线。图1还例示了装置100的接受角118。如果入射电磁波114的入射角116小于或等于接受角118,则至少一部分入射电磁波114将被电磁双向各向异性装置102朝向导电层110折射。通常,装置100的传输效率例如,入射电磁波114的朝向导电层110折射的部分是电磁双向各向异性装置102的水平间距的函数。作为特定示例,可以利用水平间距来实现入射电磁波114的无损或近无损折射,其中相邻电磁双向各向异性装置的磁矩之间的距离是入射电磁波114的波长的约1.05倍。装置100的接受角118是电磁双向各向异性装置102与导电层110之间的垂直间距的函数。作为特定示例,在一些实现中,当电磁双向各向异性装置102与导电层110之间的垂直间距约为入射电磁波114的波长的1.43倍时,对于入射电磁波114的无损或近无损耗折射来说,接受角118约为83度。可以使用其它水平间距和或其它垂直间距。具体来说,对于非平面配置如图2所示,显著小于83度的接受角118仍然可以提供从非常宽的区域接收电磁波114,因为装置100的接受区域通过装置100本身的形状延伸。按这种配置,垂直间距可以缩减至小于入射电磁波114的波长而没有显著的不利影响。而且,许多应用不需要入射电磁波114的无损或近无损折射。在这种实现中,电磁双向各向异性装置102的水平间距可以偏离上述比率。在一些实现中,在较宽波长范围内的操作优于在特定波长下的单一传输效率。在这种实现中,在第一对电磁双向各向异性装置102与第二对电磁双向各向异性装置102之间,水平间距可以不同。在一些实现中,水平间距和垂直间距在各对电磁双向各向异性装置102之间都不同,如下面进一步描述的。间隔体层104、108包括介电材料,以促进电磁接口装置106与导电层110以及与电磁双向各向异性装置102的电隔离,并且提供电磁双向各向异性装置102与导电层110之间的目标垂直间距。作为特定示例,间隔体层104、108中的一个或两个可以包括柔性介电聚合物层,如聚酰亚胺层或聚偏二氟乙烯层。在一些示例中,电磁接口装置106包括提供电磁接口装置106与导电层110的足够电隔离的层,或者形成在该层上,或者形成在该层中,并且在这样的示例中,可以省略第二间隔体层108。在这样的示例中,间隔体层104的厚度和包括电磁接口装置106的层的厚度提供目标垂直间距。另外,或者在另选例中,包括电磁接口装置106的层可以提供电磁接口装置106与电磁双向各向异性装置102的充分电隔离,并且在这样的示例中,可以省略间隔体层104。在这样的示例中,包括电磁接口装置106的层的厚度以及第二间隔体层108的厚度如此存在提供目标垂直间距。电磁接口装置106经由导体122联接例如,电磁耦合至电路120,并且响应于电磁波114的、撞击或相交电磁接口装置106的那部分而向电路120提供电信号124。不同类型的电磁接口装置106生成不同类型的电信号124。因此,联接至电磁接口装置106的特定类型的电路120在某种程度上取决于电磁接口装置106。在第示例中,电磁接口装置106包括光伏电池。在该第示例中,电信号124通常是DC电压,并且电路120包括电源电路,如但不限于,功率转换电路例如,DC至DC转换器或DC至AC转换器、充电电路、配电电路、电源管理电路,或其组合。在第二示例中,电磁接口装置106包括天线。在该示例中,电信号124通常是振荡电压,并且电路120包括:天线接口电路例如,匹配网络、包括用于解码在振荡电压中调制的数据的各种组件的接收器、以及信号处理电路。另选地或者另外,在第二示例中,电路120包括用于从电磁波114的所述部分中提取能量的电源电路。在第三示例中,电磁接口装置106包括光传感器例如,CCD或有源像素传感器。在该第三示例中,电信号124通常是数字信号,并且电路120包括图像处理电路。在一些实现中,装置100是柔性的例如,由柔性材料形成,以使装置100可以共形地联接至一表面。例如,在特定实现中,装置100可以共形地联接至飞行器的天线罩。在这个实现中,装置100能够接收和或检测来自大部分天空的电磁波而无需扫描物理地或电子地。由于装置100的曲率可以弥补offset接受角的一些减小,因此,在一些实现中,装置100的总厚度可以小至电磁波114的自由空间波长的一半,同时仍然提供可接受的传输效率。图2是例示联接至一结构200并符合该结构形状的图1的装置的图。图2中示出了结构200沿平行于X轴220和Y轴222的平面的横截面。图2中所示的横截面具有弯曲的形状,并且装置100符合结构200例如,具有结构200的形状。结构200的弯曲形状沿Z轴可以是均匀的未示出,但延伸到如图2所示页面内外。另选地,结构200也可以在平行于Y轴222和Z轴的平面中、在平行于X轴220和Z轴的平面中,或两者中弯曲。图2还示出了多个平面204A、204B以及204C,其中每个平面都在相应位置处与装置100的表面202相切。图2还例示了装置100的多个法线112A、112B以及112C。各个法线112A、112B以及112C在相应位置处垂直于对应平面204A、204B以及204C。图2例示了如何使用弯曲装置100来扩宽装置100的接受区域210。出于例示的目的,假设相对于法线112C的接受角图2中未示出以避免使图混乱与图1的接受角118相似。由该接受角相对于法线112C形成的接受区域的边界212C在图2的每一侧示出。因此,如果装置100采用具有法线112C的平面配置如图1中,则边界212C例示出装置100的接受区域的尺寸。如图2所示,通过弯曲装置100,装置100具有比由边界212C所限定的区域更宽的接受区域210。例如,在法线112A的位置处,装置100具有接受角118A,其与法线112C的接受角度相同;然而,由于装置100的曲率,该接受角118A提供接受区域210的边界212A,其比边界212C更宽覆盖更宽的角度区域。同样,在法线112B的位置处,装置100具有接受角118B,其与法线112C的接受角度相同;然而,由于装置100的曲率,该接受角118B提供接受区域210的边界212B,其比边界212C更宽覆盖更宽的角度区域。尽管图2例示了被设置成具有凸曲率的装置100,但装置100在其它配置中可以具有不同的曲率。例如,在一些实现中,装置100可以被设置成具有凹曲率或复曲率例如,具有一个或更多个拐点。而且,虽然图2例示了在横截面处仅符合结构200的表面的一部分的装置100,但在其它实现中,装置100可以在横截面处完全环绕结构200。在这种实现中,接受区域210也完全环绕结构200,从而能够从X-Y平面中的任何角度位置接受电磁波114。通过沿Z轴弯曲装置100,装置100可以被配置成从任何方向接受电磁波114。共同地,图3A、图3B以及图3C例示了电磁接口装置106和电路120的各种联接排布结构。在图3A、图3B以及图3C中,导体122被例示出经由绝缘开口304延伸穿过导电层110。然而,在其它实现中如图1中的示例,导体122是导电层110与电磁接口装置106之间的层中的馈电网络的一部分,或者是包括电磁接口装置106的层内的馈电网络的一部分。在这种实现中,导体122可以延伸至装置100的边缘而不穿过导电层110。图3A是例示其中图1的装置100具有联接至电路120的单个实例的单个电磁接口装置106的示例的图。因此,图3A例示了电磁接口装置106和电路120的一对一排布结构的示例。图3B是例示其中图1的装置100具有多个电磁接口装置106A、106B以及106C的示例的图。图3B还示出了电路120A、120B以及120C的多个实例,并且电路120A、120B以及120C的每个实例都经由导体122A、122B、122C中的相应一个导体联接至电磁接口装置106A、106B以及106C中的相应一个。因此,图3B例示了电磁接口装置106和电路120的一对一排布结构的示例。当电磁接口装置106A、106B以及106C包括天线元件antennaelement时,利用图3B的一对一排布结构使能分开对每个天线元件的输出进行相位调制例如,波束成形,以电子地指向或扫描电磁接口装置106A、106B以及106C。图3C是例示其中图1的装置100具有联接至电路120的单个实例的多个电磁接口装置106A、106B以及106C的示例的图。在图3C中,导体122A、122B以及122C中的每一个都经由相应绝缘开口304A、304B、304C穿过导电层110,并且导体122A、122B、122C合并以形成针对电路120的单个连接部122D例如,公共馈线。因此,图3C例示了电磁接口装置106和电路120的多对一排布结构的示例。当电磁接口装置106A、106B以及106C包括天线元件时,利用图3C的多对一排布结构,每个天线元件的输出不由电路120单独地进行相位调制。在一些实现中,电磁接口装置106和电路120的一对一联接如图3A或图3B使能保存指示哪个电磁接口装置106生成特定电信号124的信息。指示哪个电磁接口装置106生成特定电信号124的信息可以被用于确定或估计电磁波114的到达方向或入射角116。到达方向估计例如可以被用于确定电磁波114的源相对于装置100的方向。当保存到达方向信息对于装置100的操作不重要时,可以使用电磁接口装置106A、106B、106C与电路120如图3C中的多对一联接。在一些实现中,几个电磁接口装置106A、106B以及106C可以通过将它们的输出联接至电路120的单个实例而分组在一起如图3C中。在这种实现中,通过利用这些组中的几个,仍然可以保留到达方向的信息。例如,在这种实现中,电磁接口装置106A、106B以及106C中的每一个都可以表示联接至该电路的单个相应实例的一组电磁接口装置。应当明白,在图3A-3C中的每一个图中,每个导体122、122A、122B、122C、122D可以表示单个导体例如,导线或迹线或多个导体例如,被设置成形成总线的多个导线或多个迹线。在其它实现中,导体122或几个导体122A、122B、122C以不同的方式路由,如沿着导电层110的表面上的绝缘迹线。图4A是例示图1的装置的、标识在图4B、图4C以及图4D中更详细示出的区域的示例的图,并且图4B、图4C以及图4D是例示图4A的装置100的一部分的详细视图的图。具体来说,图4B例示了装置100的一部分400的详细视图,图4C例示了装置100的一部分420的详细视图,并且图4C例示了装置100的一部分440的详细视图。装置100的部分400包括第一对电磁双向各向异性装置402和404,它们按由节距406指示的水平间距彼此分开。电磁双向各向异性装置402与导电层110具有由高度408所指示的垂直间距,并且电磁双向各向异性装置404与导电层110具有由高度410所指示的垂直间距。装置100的部分420包括第二对电磁双向各向异性装置422和424,它们按由节距426指示的水平间距彼此分开。电磁双向各向异性装置422与导电层110具有由高度428所指示的垂直间距,并且电磁双向各向异性装置424与导电层110具有由高度430所指示的垂直间距。装置100的部分440包括第三对电磁双向各向异性装置442和444,它们按由节距446指示的水平间距彼此分开。电磁双向各向异性装置442与导电层110具有由高度448所指示的垂直间距,并且电磁双向各向异性装置444与导电层110具有由高度450所指示的垂直间距。在一些实现中,电磁双向各向异性装置102根据规则图案设置如图6A和图6B所示。在一些这样的图案中,每对电磁双向各向异性装置102的间距等于每另一对电磁双向各向异性装置102的间距。例如,图4C和图4D例示了节距426等于节距446。在其它这样的图案中,至少一些节距与其它不同。例如,图4B和图4C例示了节距406不等于例如,在该示例中,小于节距426。在一些实现中,当装置100采用平面排布结构时,电磁双向各向异性装置102是共面的。在这种实现中,高度408、410、428、430、448以及450相等或大致相等,即,在制造公差内相等。例如,图4B例示了高度408等于高度410。在其它实现中,电磁双向各向异性装置102按多层设置,并且当装置100采用平面排布结构时,每层中的电磁双向各向异性装置102是共面的。作为这种实现的一个示例,电磁双向各向异性装置402、404、444可以形成第一层,以使高度408、410以及450相等或大致相等,即,在制造公差内相等,而电磁双向各向异性装置422、424以及442可以形成第二层,以使高度428、430以及448相等或大致相等,即,在制造公差内相等。在该示例中,第一层的高度408、410以及450不等于第二层的高度428、430以及448。尽管上面描述了两个层,但在一些实现中,装置100包括多于两层的电磁双向各向异性装置102。不同的节距406、426以及446,不同的高度408、410、428、430、448以及450或其组合可以被用于扩展装置100操作的波长范围。例如,如上所述,装置100的传输效率和接受角与电磁波114的波长、水平间距以及垂直间距有关。而且,如上所述,可以通过对装置100整形来适应接受角的减小。因此,通过在单个装置100内使用不同的水平间距和垂直间距,对于多个通常交叠的波长范围,可以实现高传输效率而不会显著损失接受角。而且,在一些实现中,即使对于装置100的平面排布结构,不同的水平间距和垂直间距也可以结合校准数据使用,来保持到达方向信息,如进一步参照图7B说明的。图5A是例示图1的装置的、标识在图5B、图5C、图5D以及图5E中根据不同实现更详细示出的特定电磁双向各向异性装置500的示例的图。图5B是例示图5A的电磁双向各向异性装置500的、根据特定实现的Ω形颗粒500A的图。图5C是例示图5A的电磁双向各向异性装置500的、根据特定实现的一对互锁C形颗粒500B的图。图5D是例示图5A的电磁双向各向异性装置500的、根据特定实现的成角度杆形颗粒500C的图。图5E是例示图5D的成角度杆形颗粒500C的横截面图的图。图5B的Ω形颗粒500A包括诸如金属的导电材料或由其形成。该导电材料被设置成,使得导电材料的第一部分502形成部分环。该导电材料的第二部分504从该部分环起沿第一方向延伸,并且该导电材料的第三部分506从该部分环起沿与第一方向相反的第二方向延伸。该导电材料在第二部分504与第三部分506之间限定间隙508。在图5B所示实现中,Ω形颗粒500A被定向成,使得第一方向平行于图1的法线112,并且第二方向反平行于法线112。然而,在其它实现中,Ω形颗粒500A可具有不同的取向。对Ω形颗粒500A的取向的唯一约束是,该取向应当使得当Ω形颗粒500A经受图1的电磁波114时,在Ω形颗粒500A中诱发的磁矩不应对准法线112,并且相邻Ω形颗粒500A的磁矩不应对准。换句话说,Ω形颗粒500A的取向应当使得Ω形颗粒是电磁双向各向异性的。图5C中的该对互锁C形颗粒500B包括第一C形颗粒510和第二C形颗粒520。C形颗粒510和520都由诸如金属的导电材料形成或包括该导电材料。在图5C所示示例中,第一C形颗粒510平行于第一平面例如,利用图2的轴的YZ平面定向,并且第二C形颗粒520平行于第二平面例如,利用图2的轴的XY平面定向。在该示例中,第一平面与第二平面正交。即,第一C形颗粒相对于第二C形颗粒旋转90度。当该对C形颗粒500B经受电磁波114时,C形颗粒510、520的磁场的相互作用提供电磁双向各向异性响应;因此,在其它实施方式中,C形颗粒510、520的具体取向可以不同。例如,在一些实现中,第一平面与第二平面不正交并且不平行。而且,在图5C中,第一C形颗粒510被例示为具有与第二C形颗粒520相似的尺寸和形状。在其它实现中,第一C形颗粒510具有与第二C形颗粒520不同的尺寸,具有与第二C形颗粒520不同的形状例如,不同的比例,或两者。图5D和图5E的成角度杆状颗粒500C包括导电表面530和具有多个磁极534和536的磁性材料532。在一些实现中,磁性材料532是导电磁性材料,如NiFe、NiFeCo或另一合金。在其它实现中,磁性材料532是陶瓷磁性材料,而导电表面530由陶瓷磁性材料上的薄导电或半导电层形成。在这种实现中,可以将氧化物层或另一绝缘层设置在磁性材料532和导电表面530之间。磁极534和536以相对于如下线在角度上错开offset的方式设置:该线平行于与导电层110相切的平面的法线并且穿过成角度杆状颗粒500C。磁极534、536也以与该平面在角度上错开的方式定向。换句话说,在磁极534与536之间延伸的线538不平行于法线112,并且不平行于与导电层110的、处于成角度杆形颗粒500正下方其中“正下方”是指参照法线112方向的所述部分相切的平面。图6A和图6B是例示根据两个特定实现的、图1的装置100的俯视图的图。图6A和图6B还示出了图2的X轴220,和Z轴604。图6A和图6B例示了电磁双向各向异性装置102的图案的两个示例例如,图6A的图案602A和图6B的图案602B。图案602A是矩形阵列,而图案602B是同心圆阵列。图案602A和602B仅仅是示例性的,并且在其它实现中,可以使用电磁双向各向异性装置102的其它排布结构来形成其它图案。例如,在一些实现中,电磁双向各向异性装置102可以按每单位单元包括一个以上电磁双向各向异性装置102的图案来设置,并且该单位单元可以被设置成形成单位单元的图案而不是如图6A和图6B中的电磁双向各向异性装置102的图案。为了例示,包括多个电磁双向各向异性装置102的单位单元可以以矩形阵列重复类似于图案602A的矩形阵列,或者包括多个电磁双向各向异性装置102的单位单元可以以同心圆阵列重复类似于图案602B的同心圆阵列。图7A是例示根据特定实现的电磁波与图1的装置的相互作用的图。在图7A中,电磁双向各向异性装置102被设置成例如,具有垂直间距和水平间距,使入射电磁波114按与装置100的表面的法线112平行的角度折射。在该实现中并且当装置100采用如图1中的平面配置时,在装置100折射入射电磁波114之后,不保留关于入射电磁波114的到达方向信息例如,指示入射角116的信息。即,只要入射电磁波114的入射角116在装置100的接受角内,入射电磁波114的折射部分在平行于法线112的方向上与电磁接口装置106相交。因此,电磁波114A具有与电磁波114B的第二入射角不同的第一入射角。然而,折射后,电磁波114A的折射部分702A大致平行于电磁波114B的折射部分702B。图7B是例示根据另一特定实现的电磁波与图1的装置的相互作用的图。在图7B中,电磁双向各向异性装置102被设置成例如,具有垂直间距和水平间距,使入射电磁波114的至少一部分按与法线112不平行的角度折射。在该实现中并且当装置100采用如图1中的平面配置时,可以保持关于入射电磁波114的到达方向信息例如,指示入射角116的信息。例如,入射电磁波114的不同部分被不同地折射以相交不同的电磁接口装置106A、106B或106C例如,不同的天线元件或者单个电磁接口装置106的不同部分例如,像素区域。在这种实现中,第二间隔体层108可以具有为将电磁接口装置106定位在相对于电磁双向各向异性装置102的特定位置处而选择的厚度,以使按这样的方式相交入射电磁波114的折射部分,即,便于确定如在电磁接口装置106处检测到的入射电磁波114的折射部分的到达方向信息。电路120未示出可以存储校准数据,该校准数据将由不同电磁接口装置106A、106B或106C例如,不同天线元件或由单个电磁接口装置106的不同部分例如,像素区域生成的电信号映射至电磁波114的对应到达方向。图8是例示图1的装置的具有多层电磁双向各向异性装置100的框图。图4A至图4D和图7B例示了包括具有不同垂直间距的电磁双向各向异性装置102的装置100的示例。在一些实现中,通过形成具有独特的两层电磁双向各向异性装置包括具有电磁双向各向异性装置102的第一层和具有第二电磁双向各向异性装置802的第二层的装置100,可以实现垂直间距的差异。除了在导电层110上方具有不同的垂直间距之外,电磁双向各向异性装置102可以具有与电磁双向各向异性装置802不同的水平间距。在一些实现中,电磁双向各向异性装置102可以被设置成形成第一图案,而电磁双向各向异性装置802可以被设置成形成与第一图案不同的第二图案。而且,尽管图8例示了两层电磁双向各向异性装置例如,电磁双向各向异性装置102和第二电磁双向各向异性装置802,但在其它实现中,装置100可以包括多于两层的电磁双向各向异性装置。图9A、图9B、图9C、图9D以及图9E是例示形成图1的装置的方法的示例的图。在图9A中所示的第一操作900中,第二间隔体层108形成在导电层110上。可以利用淀积工艺形成第二间隔体层108,该淀积工艺提供相对均匀和受控的淀积材料厚度。例如,第二间隔体层108可以利用旋涂工艺形成,其中将液体淀积在导电层110上,并且旋转导电层110以均匀分布液体并控制液体层的厚度。在其它示例中,可以利用增材制造工艺来淀积用于形成第二间隔体层108的材料,如利用热塑性聚合物或可固化热固性树脂的所谓“3D打印”。在一些实现中,在淀积和固化之后,可以进一步处理第二间隔体层108,以获得目标厚度。例如,可以执行化学机械抛光操作或类似操作以调平和调节第二间隔体层108的厚度。在其它实现中,电磁接口装置106包括利用增材或减材构图制造的多个天线元件,如通过在第二间隔体层108上构图铜或其它导电层以形成被设置成形成天线元件的多个导电贴片。在这种实现中,馈电网络例如,一个或更多个馈线也可以在包括电磁接口装置106的层中或在第二间隔体层108内进行构图。图9B例示了在第一操作900之后的第二操作910。在第二操作910中,电磁接口装置106或一组电磁接口装置106联接至第二间隔体层108。在一些实现中,电磁接口装置106预先制备为完整装置,在这种情况下,第二操作910包括将电磁接口装置106与目标位置对准并将电磁接口装置106机械地联接至第二间隔体层108。在一些实现中,导体122在第二操作910之前进行定位,在这种情况下,第二操作910还可以包括将电磁接口装置106电联接至导体122。在一些实现中,电磁接口装置106在第二操作910期间形成。例如,可以利用3D打印操作或利用导电墨水打印操作将电磁接口装置106淀积在第二间隔体层108上。在这种实现中,可以预处理第二间隔体层108的表面以改善电磁接口装置106与第二间隔体层108的粘附。图9C例示了在第二操作910之后的第三操作920。在第三操作920中,形成间隔体层104。间隔体层104可以利用3D打印操作或淀积操作形成,如上文关于第二间隔体层108的形成所述。图9D例示了在第三操作920之后的第四操作930。在第四操作930中,层902形成在间隔体层104上,并且电磁双向各向异性装置102联接至层902。另选地,电磁双向各向异性装置102可以联接至间隔体层104。层902用于保持电磁双向各向异性装置102的相对位置。例如,层902可以是粘合剂,电磁双向各向异性装置102联接至该粘合剂例如,通过机械放置。作为另示例,层902可以包括构图层,其中形成电磁双向各向异性装置102。在该示例中,层902可以是牺牲的例如,在形成电磁双向各向异性装置102之后去除,或者可以保留并成为装置100的一部分。电磁双向各向异性装置102可以分离地形成并联接至层902,或者电磁双向各向异性装置102可以在适当位置形成,例如,利用3D打印工艺或金属淀积。图9E例示了在第四操作930之后的第五操作940。在第五操作940中,在电磁双向各向异性装置102周围和或上方形成保护层904。例如,保护层可以包括聚合物层,该聚合物层为电磁双向各向异性装置102提供机械保护以防止磨损等。图9A至图9E仅旨在作为可以被用于形成装置100的方法的一个示例。在其它实现中,可以用另一操作代替操作900、910、920、930和940中的一个或更多个,可以省略操作900、910、920、930和940中的一个或更多个,或者可以执行附加操作。例如,粘合剂层可以联接至电磁接口装置106并且可以被用于将电磁接口装置106联接至导电层110。在该示例中,粘合剂层可以代替第二间隔体层108;因此,可以省略第一操作900。作为另示例,在一些实现中,导电层110非常薄如金属箔并且容易损坏。在这样的示例中,可以在第一操作900之前执行一操作未示出以将导电层110联接至一载体层。在该示例中,可以在其它操作900、910、920、930和940中的一个操作之后去除载体层。在另一这样的示例中,包括电磁双向各向异性装置102的第一组层与包括导电层110、第二间隔体层108以及电磁接口装置106的第二组层分开形成。例如,可以在随后去除的载体层未示出上执行第三操作930和第四操作940。在该示例中,第一组层包括电磁双向各向异性装置102形成在载体层上,并且随后粘贴至第二组层。为了例示,在第一组层和第二组层形成之后,将粘合剂涂敷至第一组层、第二组层或两者,接着将第一组层和第二组层压在一起以形成装置100。在该示例中,将压力施加至层102、104、106、108、110以控制层之间的间距,如电磁接口装置102相对于导电层110、相对于电磁接口装置106或两者的垂直间距。图10是形成图1的装置的方法1000的示例的流程图。在图10所示的示例中,该方法1000包括以下步骤:在1002,在导电层上设置电磁接口装置,其中,电磁接口装置被配置成响应于接收到电磁波输出电信号。例如,电磁接口装置可以包括或对应于装置100的电磁接口装置106。通过将电磁接口装置直接粘贴至导电层、通过将电磁接口装置粘贴至覆盖导电层的间隔体层例如,第二间隔体层108、通过在导电层或间隔体层上形成电磁接口装置例如,利用用增材制造工艺,或其组合,可以将电磁接口装置设置在导电层上。该方法1000还包括以下步骤,在1004,在导电层和电磁接口装置上设置间隔体层例如,间隔体层104。关于这点,将间隔体层设置在导电层和电磁接口装置“上”指的是形成包括间隔体层、导电层以及电磁接口装置的叠层stack。在这样的叠层中,间隔体层可以与导电层的部分、与电磁接口装置的部分,或者与导电层和电磁接口装置两者的部分直接接触。然而,应当明白,在这种情况下,间隔体层不需要直接接触导电层和电磁接口装置来形成在导电层和电磁接口装置“上”。该方法1000还包括以下步骤,在1006,在所述间隔体层上设置多个电磁双向各向异性装置。如上说明的,在这种情况下,“在...上”是指形成叠层并且不暗示或排除直接接触。在特定实现中,所述多个电磁双向各向异性装置预先形成并施加至或定位在间隔体层上。在其它实现中,利用增材制造工艺如导电墨水印刷或利用导电树脂的3D打印,在间隔体层或中间层上形成所述多个电磁双向各向异性装置。所述多个电磁双向各向异性装置可以包括:至少一个Ω形颗粒如图5B的Ω形颗粒500A、至少一对互锁C形颗粒如图5C的一对C形颗粒500B、具有导电表面和多个磁极的至少一个颗粒如图5D和图5E的成角度杆状颗粒500C、其它电磁双向各向异性颗粒,或其组合。在图10所示的示例中,该方法1000还包括以下步骤,在1008,将所述多个电磁双向各向异性装置嵌入聚合物层中以形成电磁双向各向异性装置阵列。例如,所述多个电磁双向各向异性装置可以嵌入图9E的保护层904中。图11是使用图1的装置响应于电磁波来生成电信号的方法1100的示例的流程图。在图11所示的示例中,该方法1100包括以下步骤:在1102,在如下装置处折射电磁波,该装置包括多个电磁双向各向异性装置、导电层以及设置在所述多个电磁双向各向异性装置与所述导电层之间的间隔体层。例如,装置100包括:电磁双向各向异性装置102、导电层110以及设置在电磁双向各向异性装置102与导电层110之间的间隔体层104。如上说明的,如果电磁波114的入射角116小于或等于装置100的接受角118,则装置100将电磁波114向导电层110折射。该方法1100还包括以下步骤,在1104,在电磁接口装置处接收折射后的电磁波,该电磁接口装置设置在所述多个电磁双向各向异性装置与所述导电层之间。例如,装置100包括电磁接口装置106,该电磁接口装置设置在电磁双向各向异性装置102与导电层110之间。作为将电磁波114向导电层110折射的结果,电磁波114的折射部分相交或撞击电磁接口装置106例如,入射在其上。该方法1100还包括以下步骤,在1106,响应于接收到折射后的电磁波而从所述电磁接口装置输出电信号。例如,如上所述,电磁接口装置106被配置成响应于电磁波114的折射部分而生成电信号124。参照图12和图13,在如图12的流程图所示的交通工具制造和保养方法1200以及如图13的框图所示的交通工具系统1300的背景下描述了本公开的示例。作为例示性非限制例,通过图12的交通工具制造和保养方法1200生产的交通工具以及图13的交通工具1300可以包括:飞行器、汽车、火车、卡车、公共汽车、轮船或船舶、火箭、航天器、自主驾驶汽车或另一交通工具。在图12中,方法1200包括在生产交通工具1300之前、期间以及之后的几个阶段。在预生产期间,该示例性方法1200包括以下步骤,在1202,交通工具1300的规范和设计。在交通工具1300的规范和设计期间,方法1200可以包括以下步骤:指定装置100的设计、布置和或操作,尤其是在装置100与该交通工具的组件如电路120的相互作用方面。例如,电路120可以被指定或设计成接收和使用由装置100的电磁接口装置106输出的电信号124。而且,在预生产期间,在1204,可以基于规范和设计,采购用于交通工具1300的材料包括用于装置100的材料。在生产期间,该方法1200包括以下步骤:在1206,组件和子组装件制造,在1208,交通工具1300的系统集成。例如,组件和子组装件制造可以包括形成装置100,如参照图9A-9E或图10所述。系统集成可以包括将装置100和电路120或交通工具1300的其它组件电互连。在1210,方法1200包括交通工具1300的认证和交付,并且在1212,将交通工具1300投入使用。认证和交付可以包括基于相关标准或监管认证过程来认证装置100和电路120以进行操作。为了例示,当交通工具1300包括飞行器时,该飞行器包括装置100和电路120可以根据相关航空标准和法规进行测试。当通过客户使用时,交通工具1300可以被安排用于维护和保养其还可以包括修改、重新配置、翻新等等。在1214,方法1200包括以下步骤:在交通工具1300上执行维护和保养。在一个示例中,在交通工具1300上执行维护和保养可以包括在装置100上执行维护和保养。在一另选示例中,在交通工具1300上执行维护和保养可以包括将装置100安装在交通工具1300上并将装置100联接至电路120以使能够操作和使用装置100。方法1200的每一个过程都可以通过系统集成商、第三方以及或运营商例如,客户来执行或完成。出于本描述的目的,系统集成商包括但不限于任何数量的交通工具制造商和主系统分包商;第三方可以无限制地包括任何数量的厂商、分包商以及供应商;而运营商可以是航空公司、租赁公司、军事实体、保养机构等。参照13,示出包括装置100的交通工具1300的例示性实现的框图并指定1300。交通工具1300可以由图12的方法1200的至少一部分生产。在图13所示示例中,交通工具1300包括框架1304例如,结构、内部1306以及多个系统1308。所述多个系统1308根据交通工具1300的类型而不同,然而,在图13所示示例中,所述多个系统1308包括以下中的一个或更多个:推进系统1310、电气系统1312、环境系统1314或液压系统1316。在图13中,所述多个系统1308还包括装置100,其包括:电磁双向各向异性装置102、导电层110以及设置在电磁双向各向异性装置102与导电层110之间的电磁接口装置106。所述多个系统1308还包括电路120,其联接至装置100以接受由装置100响应于接收到电磁波而输出的电信号124。而且,本公开包括根据下列条款的示例:条款1.一种装置,该装置包括:多个电磁双向各向异性装置;导电层;设置在所述多个电磁双向各向异性装置与所述导电层之间的间隔体层;以及电磁接口装置,该电磁接口装置设置在所述多个电磁双向各向异性装置与所述导电层之间,所述电磁接口装置被配置成响应于接收到电磁波输出电信号。条款2.根据条款1所述的装置,其中,所述多个电磁双向各向异性装置中的一个电磁双向各向异性装置包括具有导电表面的颗粒和多个磁极,所述多个磁极的取向相对于这样的线在角度上错开,即该线是与所述导电层相切的平面的法线并且穿过所述颗粒,并且所述多个磁极的取向与所述平面成在角度上错开。条款3.根据条款1所述的装置,其中,所述多个电磁双向各向异性装置中的一个电磁双向各向异性装置包括Ω形颗粒,该Ω形颗粒包括导电材料,所述导电材料的第一部分被设置成形成部分环,所述导电材料的第二部分从所述部分环起沿第一方向延伸,并且所述导电材料的第三部分从所述部分环起沿第二方向延伸,所述第一方向与所述第二方向相反。条款4.根据条款1所述的装置,其中,所述多个电磁双向各向异性装置中的一个电磁双向各向异性装置包括一对互锁C形颗粒。条款5.根据条款1所述的装置,其中,所述导电层包括地平面的至少一部分。条款6.根据条款1所述的装置,其中,所述多个电磁双向各向异性装置包括第一对相邻电磁双向各向异性装置和第二对相邻电磁双向各向异性装置,其中,所述第一对相邻电磁双向各向异性装置彼此隔开第一节距,所述第二对相邻电磁双向各向异性装置彼此隔开第二节距,并且其中,所述第一节距不同于所述第二节距。条款7.根据条款6所述的装置,其中,所述第一对相邻电磁双向各向异性装置中的第一电磁双向各向异性装置与所述导电层隔开第一高度,所述第二对相邻电磁双向各向异性装置中的第二电磁双向各向异性装置与所述导电层隔开第二高度,并且其中,所述第一高度不同于所述第二高度。条款8.根据条款1所述的装置,其中,所述多个电磁双向各向异性装置按同心圆阵列设置。条款9.根据条款1所述的装置,其中,所述电磁接口装置包括光传感器、光伏电池或者一个或更多个天线元件中的至少一方。条款10.根据条款9所述的装置,其中,所述电磁接口装置包括多个天线元件,并且还包括联接至所述多个天线元件的公共馈线。条款11.根据条款1所述的装置,其中,所述间隔体层包括介电材料。条款12.根据条款1所述的装置,所述装置还包括聚合物层,其中,嵌入所述多个电磁双向各向异性装置。条款13.根据条款1所述的装置,其中,所述装置是柔性的。条款14.根据条款1所述的装置,所述装置还包括第二多个电磁双向各向异性装置,该第二多个电磁双向各向异性装置设置在所述多个电磁双向各向异性装置与所述导电层之间的层中。条款15.一种方法,该方法包括以下步骤:在如下装置处折射电磁波,该装置包括多个电磁双向各向异性装置、导电层以及设置在所述多个电磁双向各向异性装置与所述导电层之间的间隔体层;在电磁接口装置处接收折射后的电磁波,该电磁接口装置设置在所述多个电磁双向各向异性装置与所述导电层之间;以及响应于接收到折射后的电磁波而从所述电磁接口装置输出电信号。条款16.根据条款15所述的方法,其中,所述电磁波相对于与所述装置的表面相切的平面的法线以多达80度的入射角与所述装置相交。条款17.根据条款16所述的方法,其中,在所述电磁接口装置处以平行于所述法线的角度接收折射后的电磁波。条款18.一种方法,该方法包括以下步骤:在导电层上设置电磁接口装置,所述电磁接口装置被配置成响应于接收到电磁波输出电信号;在所述导电层和所述电磁接口装置上设置间隔体层;以及在所述间隔体层上设置多个电磁双向各向异性装置。条款19.根据条款18所述的方法,所述方法还包括以下步骤:将所述多个电磁双向各向异性装置嵌入聚合物层中以形成电磁双向各向异性装置阵列。条款20.根据条款18所述的方法,其中,在所述间隔体层上设置所述多个电磁双向各向异性装置的步骤包括以下步骤:向包括所述多个电磁双向各向异性装置的第一组的层或者向包括所述电磁接口装置的第二组的层涂敷粘合剂,并且还包括利用所述粘合剂将所述第一组的层粘贴至所述第二组的层。对本文所述示例的例示旨在提供对各种实现的结构的一般理解。这些例示并不旨在充当对利用本文所述结构或方法的装置和系统的所有部件和特征的完整描述。在回顾本公开时,许多其它实现对于本领域技术人员来说可能是显见的。其它实现可以被利用并从本公开导出,使得可以在不脱离本公开的范围的情况下进行结构和逻辑上的替换和改变。例如,方法操作可以按不同于图中所示次序的次序来执行,或者可以省略一个或更多个方法操作。因此,本公开和附图要被视为例示性的而非限制性的。此外,尽管本文已经例示和描述了具体示例,但应当清楚,被设计成实现相同或相似结果的任何后续排布结构都可以代替所示的具体实现。本公开旨在覆盖各种实施方式的任何和所有后续修改或变化。当回顾本描述时,上述实现的组合以及本文未具体描述的其它实现对于本领域技术人员将是显见的。在不会被用于解释或限制权利要求书的范围或含义的情况下,提交本公开的摘要。另外,在前述详细描述中,出于简化本公开的目的,各种特征可以被组合在一起或者在单个实现中加以描述。上述示例例示但不限制本公开。还应理解的是,根据本公开的原理,可以进行许多修改和变化。如下列权利要求书所反映的,要求保护的主旨可以指向所公开示例中的任何一个的非全部特征。因此,本公开的范围通过下列权利要求书及其等同物来限定。

权利要求:1.一种装置100,该装置包括:多个电磁双向各向异性装置102;导电层110;间隔体层104,该间隔体层设置在所述多个电磁双向各向异性装置与所述导电层之间;以及电磁接口装置106,该电磁接口装置设置在所述多个电磁双向各向异性装置与所述导电层之间,所述电磁接口装置被配置成响应于接收到电磁波114而输出电信号124。2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述多个电磁双向各向异性装置中的一个电磁双向各向异性装置500C包括具有导电表面530的颗粒和多个磁极534、536,所述多个磁极的取向相对于下述的线在角度上错开:该线是与所述导电层相切的平面的法线112并且穿过所述颗粒,并且所述多个磁极的取向与所述平面在角度上错开。3.根据权利要求1所述的装置,其中,所述多个电磁双向各向异性装置中的一个电磁双向各向异性装置500A包括Ω形颗粒,该Ω形颗粒包括导电材料,所述导电材料的第一部分502被设置成形成部分环,所述导电材料的第二部分504从所述部分环起沿第一方向延伸,并且所述导电材料的第三部分506从所述部分环起沿第二方向延伸,所述第一方向与所述第二方向相反。4.根据权利要求1所述的装置,其中,所述多个电磁双向各向异性装置中的一个电磁双向各向异性装置500B包括一对互锁C形颗粒510、520。5.根据权利要求1所述的装置,其中,所述导电层包括地平面的至少一部分。6.根据权利要求1所述的装置,其中,所述多个电磁双向各向异性装置包括第一对相邻电磁双向各向异性装置402、404和第二对相邻电磁双向各向异性装置422、424,其中,所述第一对相邻电磁双向各向异性装置彼此隔开第一节距406,并且所述第二对相邻电磁双向各向异性装置彼此隔开第二节距426,并且其中,所述第一节距不同于所述第二节距。7.根据权利要求6所述的装置,其中,所述第一对相邻电磁双向各向异性装置中的第一电磁双向各向异性装置402与所述导电层隔开第一高度408,并且所述第二对相邻电磁双向各向异性装置中的第二电磁双向各向异性装置424与所述导电层隔开第二高度430,并且其中,所述第一高度不同于所述第二高度。8.根据权利要求1所述的装置,其中,所述多个电磁双向各向异性装置按同心圆阵列620B设置。9.根据权利要求1所述的装置,其中,所述电磁接口装置包括光传感器、光伏电池和一个或更多个天线元件中的至少一方,其中,所述电磁接口装置包括多个天线元件106A-106C,并且还包括联接至所述多个天线元件的公共馈线122D。10.根据权利要求1所述的装置,其中,满足以下项中的至少一方:所述间隔体层包括介电材料;以及所述装置是柔性的。11.根据权利要求1所述的装置,所述装置还包括聚合物层904,其中,所述多个电磁双向各向异性装置嵌入到所述聚合物层中。12.根据权利要求1所述的装置,所述装置还包括第二多个电磁双向各向异性装置802,该第二多个电磁双向各向异性装置设置在所述多个电磁双向各向异性装置与所述导电层之间的层中。13.一种方法,该方法包括以下步骤:在如下装置处折射1102电磁波,该装置包括多个电磁双向各向异性装置、导电层以及设置在所述多个电磁双向各向异性装置与所述导电层之间的间隔体层;在电磁接口装置处接收1104折射后的电磁波,该电磁接口装置设置在所述多个电磁双向各向异性装置与所述导电层之间;以及响应于接收到折射后的电磁波而从所述电磁接口装置输出1106电信号。14.根据权利要求13所述的方法,其中,所述电磁波相对于与所述装置的表面202相切的平面204的法线112以多达80度的入射角116与所述装置相交。15.根据权利要求14所述的方法,其中,在所述电磁接口装置处以平行于所述法线的角度接收折射后的电磁波。

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