CN113922077A - 一种基于极化转换带宽相互叠加的超宽带rcs减缩超表面 - Google Patents
一种基于极化转换带宽相互叠加的超宽带rcs减缩超表面 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于电磁超材料领域，涉及一种低RCS超表面，具体涉及一种基于极化转换带宽相互叠加的超宽带RCS减缩超表面,其特征在于：包括自上而下间隔分布的上层介质基板(4)、下层介质基板(5)和金属反射板(3)；上层介质基板(4)的上表面加载了集总电阻的低频超表面结构(1)，下层介质基板(5)的上表面为高频超表面结构(2)；低频超表面结构(1)中一个低频极化转换单元(111)和高频超表面结构(2)中对应位置的高频极化转换模块(211)组成了整体极化转换单元(6)，通过调整低频单元和高频单元的间隔、形状和布局，改变耦合参数，使整体极化转换单元(6)获取宽频带的极化转换。本发明拓宽了RCS减缩的带宽，提高了超表面的角度稳定性，可以在电磁波较大角度入射下实现超宽频带内稳定的10dB以上的RCS减缩。
Description
技术领域
本发明属于电磁超材料领域，涉及一种低RCS超表面，具体涉及一种基于极化转换带宽相互叠加的超宽带RCS减缩超表面，可用于有雷达散射截面减缩需求的电磁结构。
背景技术
随着雷达探测技术的不断发展，各种电磁设备对电磁隐身技术的需求越来越高。雷达散射截面(RCS)是电磁隐身技术中最重要的概念，它表征的是目标在雷达接收方向上对电磁波散射能力的大小。一般来说，雷达散射截面的大小与目标的材料、形状、方位以及电磁波的频率和极化相关。最常用的RCS减缩手段为涂覆吸波材料和改变目标外形。涂覆吸波材料可以将电磁能转化为热能，能够有效降低RCS，然而热辐射增加了目标被红外探测器探测到的可能性。通过精心设计目标外形的方法可以将入射电磁波散射到其它方向，从而降低RCS，但是形状的改变可能会破坏目标的空气动力性能，而且不能实现宽频带的散射抑制。
超材料是通过将单元结构进行周期或准周期排列而形成的人工复合结构，可以产生自然界所不具备的特殊电磁性质。超表面是超材料的一种二维表征形式，能够灵活地调控电磁波的幅度、相位和极化，具有结构简单、剖面低、易于加工等优势。因此，超表面也被广泛应用于RCS减缩中。
超表面的出现极大地丰富了RCS减缩的手段，可采用的超表面种类有极化转换超表面、人工磁导体、吸波超表面以及频率选择表面等。以上技术的单独以及混合使用，可以实现显著的RCS减缩效果，但是研究发现，对以上技术，特别是对极化转换超表面来说，在超宽带大角度内均实现稳定的10dB以上的RCS减缩，仍然是一大挑战。2019年，Xinmin Fu等人在Journal of Physics D: Applied Physics期刊上发表了一篇名为《Lightweightultra-wideband radar cross section reduction structure using double-layermetasurfaces》的论文，该论文将工作在高频的2×2个极化转换单元放置在一个工作在低频的极化转换单元上方，并且通过调整上层单元的形状来降低高频谐振频率，避免了法诺谐振的影响，成功将两个极化转换结构的带宽组合起来，得到在3.7GHz-17.3GHz范围内极化转换率大于0.9的圆极化转换带宽，然后将该结构按照7×7排列组成超表面模块Ⅰ，超表面模块Ⅰ沿中心顺时针旋转90°形成超表面模块Ⅱ，将超表面模块Ⅰ和Ⅱ进行4×4的棋盘式排列，得到了10dB以上的RCS减缩带宽为4.5GHz-16.5GHz，相对带宽达到了114.3%。然而，该设计中通过调节高频谐振频率来避免法诺谐振的方式不易实施，同时其RCS减缩带宽还存在提升的空间，并且该论文并未提及在大角度入射下的RCS减缩效果。
对于电磁隐身来说，实现更宽的RCS减缩带宽，更好的角度稳定性，仍然是超表面设计中的一大挑战，也是各种电磁设备中不变的需求。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种新型的基于极化转换带宽相互叠加的超宽带RCS减缩超表面，以便拓宽极化转换的带宽，有效提高角度稳定性，改善利用极化转换结构拓宽RCS减缩的带宽和提高角度稳定性无法兼顾的问题。
本发明是通过下述技术方案实现的,一种基于极化转换带宽相互叠加的超宽带RCS减缩超表面，其特征在于：包括自上而下间隔分布的上层介质基板(4)、下层介质基板(5)和金属反射板(3)；上层介质基板(4)的上表面加载了集总电阻的低频超表面结构(1)，下层介质基板(5)的上表面为高频超表面结构(2)；低频超表面结构(1)中一个低频极化转换单元(111)和高频超表面结构(2)中对应位置的高频极化转换模块(211)组成了整体极化转换单元(6)，通过调整低频单元和高频单元的间隔、形状和布局，改变耦合参数，使整体极化转换单元(6)获取宽频带的极化转换。
所述低频超表面结构(1)由对应的第一低频超表面模块(11)和第二低频超表面模块(12)按照N×N棋盘式排列组成，第二低频超表面模块(12)由第一低频超表面模块(11)沿本身中心顺时针旋转90°形成。第一低频超表面模块(11)由M×M个低频极化转换单元(111)组成，其中N≥2，M≥3，N和M为正整数。
所述的整体极化转换单元(6)至少包括：低频极化转换单元(111)和高频极化转换模块(211)，上层介质基板(4)的下表面与下层介质基板(5)的上表面之间的间隔距离d1大于下层介质基板(5)的下表面到金属反射板(3)的上表面之间的距离d2。
所述的低频极化转换单元(111)的周期是高频极化转换单元(2111)周期的3倍。
所述的d1取5mm-10mm， d2取2mm-5mm，上层介质基板(4)的厚度t1为0.2mm-2mm, 下层介质基板(5)的厚度t2为0.2mm-2mm。
所述的低频极化转换单元(111)由关于单元对角线对称的双箭头且中心有正交枝节的条带和两种不同阻值的第一集总电阻（1112）和第二集总电阻（1113）组成，低频极化转换单元(111)周期pa为12mm-24mm，线宽wa为0.2mm-0.8mm，箭头处枝节距单元边缘la1为0.2mm-0.8mm，箭头处枝节长度la2为2mm-6mm。
所述的第一集总电阻(1112)加载位置la3为1mm-4mm，中心正交枝节的长度la4为2mm-5mm，第二集总电阻(1113)的加载位置la5为0.5mm-4mm。
所述的第一集总电阻(1112)的封装类型为0201，阻值R1为100Ω-200Ω，第二集总电阻(1113)的封装类为0201，阻值R2为40Ω-100Ω。
所述高频超表面结构(2)由第一高频超表面模块(21)和第二高频超表面模块(22)按照N×N棋盘式排列组成，第二高频超表面模块（22）由第一高频超表面模块（21）沿本身中心顺时针旋转90°形成，第一低高频超表面模块(21)由M×M个高频极化转换模块(211)组成，高频极化转换模块211由3×3个高频极化转换单元(2111)组成，其中N≥2，M≥3，N和M为正整数。
所述的高频极化转换模块(211)由3×3个高频极化转换单元(2111)组成，高频极化转换单元(2111)由关于对角线对称的一组方向相对的L形条带(21111)和一条正交枝节(21112)组成，高频极化转换单元(2111)周期pb为4mm-8mm，是pa的三分之一，线宽wb为0.2mm-0.8mm，L形条带的枝节距单元边缘的距离lb1为0.2mm-0.8mm，L形条带的枝节长度lb2为2mm-6mm，正交枝节的长度lb3为2mm-7mm。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1、本发明在上层极化转换结构，即低频结构中添加集总电阻，能够有效改善其在高频的多谐振特性，高频电磁波因此能够很好的穿透过去照射到高频极化转换结构，使得低频极化转换结构和高频极化转换结构能够有效工作，再经过精心设计单元结构以及电流的正交布局方式，避免了法诺谐振的影响，使得两个带宽能够组合起来，形成更宽的极化转换带宽，从而拓宽了RCS减缩的带宽。
2、本发明通过添加集总电阻以及优化极化转换单元结构的方式提高了其角度稳定性。集总电阻的添加能够在一定程度上吸收入射电磁能量，提高RCS减缩性能。该结构能够在2.85GHz-18.65GHz，即相对带宽146.9%的范围内实现10dB以上的RCS减缩，且在30°以内的电磁波入射下，能够保持10dB以上RCS减缩带宽基本不变，具有较好的角度稳定性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
图1为本发明实施例的整体结构示意图；
图2为本发明实施例的整体极化转换单元结构示意图；
图3为本发明实施例的低频超表面结构（低频RCS减缩阵列）俯视示意图；
图4为本发明实施例的低频极化转换单元俯视示意图；
图5为本发明实施例的高频超表面结构（高频RCS减缩阵列）俯视示意图；
图6为本发明实施例的高频极化转换单元俯视示意图；
图7为本发明实施例的低频极化转换单元的反射系数及极化转换率PCR仿真结果图；
图8本发明实施例的高频极化转换单元的反射系数及极化转换率PCR仿真结果图；
图9本发明实施例的整体极化转换单元的反射系数及极化转换率PCR仿真结果图；
图10发明实施例在0°- 30°TE波入射下的RCS减缩仿真结果图与在0°TE波入射下的RCS减缩实测结果图；
图11本发明实施例在0°- 30°TM波入射下的RCS减缩仿真结果图与在0°TM波入射下的RCS减缩实测结果图。
图中：1、低频超表面结构；2、高频超表面结构；3、金属反射板；4、上层介质基板；5、下层介质基板；6、整体极化转换单元；11、第一低频超表面模块；12、第二低频超表面模块；111、低频极化转换单元；1111、双箭头形状且中心有正交枝节的条带；1112、第一集总电阻；1113、第二集总电阻；21、第一高频超表面模块；22、第二高频超表面模块 ；211、高频极化转换模块；2111、高频极化转换单元；21111、L形条带；21112、正交枝节。
具体实施方式
实施例1
参照图1，一种基于极化转换带宽相互叠加的超宽带RCS减缩超表面，其特征在于，包括自上而下间隔分布的上层介质基板4、下层介质基板5和金属反射板3；上层介质基板4的上表面为加载了集总电阻的低频超表面结构1，下层介质基板5的上表面为高频超表面结构2；低频超表面结构1中一个低频极化转换单元111和高频超表面结构2中对应位置的高频极化转换模块211组成了整体极化转换单元6，通过调整低频单元和高频单元的间隔、形状和布局，改变耦合参数，使整体极化转换单元6获取宽频带的极化转换。
所述低频超表面结构1由对应的第一低频超表面模块11和第二低频超表面模块12按照N×N棋盘式排列组成，第二低频超表面模块12由第一低频超表面模块11沿本身中心顺时针旋转90°形成，其中N≥2，N为正整数。
参照图2，给出整体极化转换单元6一种结构示意图，整体极化转换单元6至少包括：低频极化转换单元111和高频极化转换模块211，上层介质基板4的下表面与下层介质基板5的上表面之间的间隔距离d1大于下层介质基板5的下表面到金属反射板3的上表面之间的距离d2。
d1取7.25mm， d2取4mm，上层介质基板4的厚度t1为0.5mm, 下层介质基板5的厚度t2为0.25mm。
参照图3，本实施例中，低频超表面结构1由2×2个棋盘式排布的第一低频超表面模块11和第二低频超表面模块12组成，第一低频超表面模块11由6×6个低频极化转换单元111组成。图中，第二低频超表面模块12为第一低频超表面模块11沿本身中心顺时针旋转90°形成。
参照图4，低频极化转换单元111由关于单元对角线对称的双箭头且中心有正交枝节的条带和两种不同阻值的集总电阻组成。周期pa为16.5mm，线宽wa为0.5mm，箭头处枝节距单元边缘la1为0.32mm，箭头处枝节长度la2为3.5mm，第一集总电阻1112加载位置la3为1.9mm，中心正交枝节的长度la4为2.75mm，第二集总电阻1113的加载位置la5为1.9mm，第一集总电阻1112的封装类型为0201，阻值R1为150Ω，第二集总电阻1113的封装类为0201，阻值R2为62Ω。
所述高频超表面结构2由第一高频超表面模块21和第二高频超表面模块22按照N×N棋盘式排列组成，第二高频超表面模块22由第一高频超表面模块21沿本身中心顺时针旋转90°形成，其中N≥2，N为正整数。
参照图5，本实施例中，高频超表面结构2由2×2个棋盘式排布的超表面模块21和22组成，超表面模块21由6×6个高频极化转换模块211组成，高频极化转换模块211由3×3个高频极化转换单元2111组成。图中，超表面模块22为超表面模块21沿本身中心顺时针旋转90°形成。
参照图6，高频极化转换单元2111由关于对角线对称的一组方向相对的L形条带21111和一条正交枝节21112组成。周期pb为5.5mm，是pa的三分之一，线宽wb为0.3mm，L形条带的枝节距单元边缘的距离lb1为0.22mm，L形条带的枝节长度lb2为3.2mm，正交枝节的长度lb3为4.5mm。
实施例2
参照图1，一种基于极化转换带宽相互叠加的超宽带RCS减缩超表面，其特征在于，包括自上而下间隔分布的上层介质基板4、下层介质基板5和金属反射板3；上层介质基板4的上表面为加载了集总电阻的低频超表面结构1，下层介质基板5的上表面为高频超表面结构2；低频超表面结构1中一个低频极化转换单元111和高频超表面结构2中对应位置的高频极化转换模块211组成了整体极化转换单元6，通过调整低频单元和高频单元的间隔、形状和布局，改变耦合参数，使整体极化转换单元6获取宽频带的极化转换。
所述低频超表面结构1由对应的第一低频超表面模块11和第二低频超表面模块12按照N×N棋盘式排列组成，第二低频超表面模块12由第一低频超表面模块11沿本身中心顺时针旋转90°形成，其中N≥2，N为正整数。
参照图2，给出整体极化转换单元6一种结构示意图，整体极化转换单元6至少包括：低频极化转换单元111和高频极化转换模块211，上层介质基板4的下表面与下层介质基板5的上表面之间的间隔距离d1大于下层介质基板5的下表面到金属反射板3的上表面之间的距离d2。
d1取10mm， d2取5mm，上层介质基板4的厚度t1为2mm, 下层介质基板5的厚度t2为2mm。
参照图3，本实施例中，低频超表面结构1由2×2个棋盘式排布的第一低频超表面模块11和第二低频超表面模块12组成，第一低频超表面模块11由6×6个低频极化转换单元111组成。图中，第二低频超表面模块12为第一低频超表面模块11沿本身中心顺时针旋转90°形成。
参照图4，低频极化转换单元111由关于单元对角线对称的双箭头且中心有正交枝节的条带和两种不同阻值的集总电阻组成。周期pa为24mm，线宽wa为0.8mm，箭头处枝节距单元边缘la1为0.8mm，箭头处枝节长度la2为6mm，第一集总电阻1112加载位置la3为2mm，中心正交枝节的长度la4为5mm，第二集总电阻1113的加载位置la5为3mm，第一集总电阻1112的封装类型为0201，阻值R1为200Ω，第二集总电阻1113的封装类为0201，阻值R2为100Ω。
所述高频超表面结构2由第一高频超表面模块21和第二高频超表面模块22按照N×N棋盘式排列组成，第二高频超表面模块22由第一高频超表面模块21沿本身中心顺时针旋转90°形成，其中N≥2，N为正整数。
参照图5，本实施例中，高频超表面结构2由2×2个棋盘式排布的超表面模块21和22组成，超表面模块21由6×6个高频极化转换模块211组成，高频极化转换模块211由3×3个高频极化转换单元2111组成。图中，超表面模块22为超表面模块21沿本身中心顺时针旋转90°形成。
参照图6，高频极化转换单元2111由关于对角线对称的一组方向相对的L形条带21111和一条正交枝节21112组成。周期pb为8mm，是pa的三分之一，线宽wb为0.8mm，L形条带的枝节距单元边缘的距离lb1为0.8mm，L形条带的枝节长度lb2为6mm，正交枝节的长度lb3为7mm。
由于单元周期相较于实施例1变大，极化转换频带会整体往低频偏移。
实施例3
参照图1，一种基于极化转换带宽相互叠加的超宽带RCS减缩超表面，其特征在于，包括自上而下间隔分布的上层介质基板4、下层介质基板5和金属反射板3；上层介质基板4的上表面为加载了集总电阻的低频超表面结构1，下层介质基板5的上表面为高频超表面结构2；低频超表面结构1中一个低频极化转换单元111和高频超表面结构2中对应位置的高频极化转换模块211组成了整体极化转换单元6，通过调整低频单元和高频单元的间隔、形状和布局，改变耦合参数，使整体极化转换单元6获取宽频带的极化转换。
所述低频超表面结构1由对应的第一低频超表面模块11和第二低频超表面模块12按照N×N棋盘式排列组成，第二低频超表面模块12由第一低频超表面模块11沿本身中心顺时针旋转90°形成，其中N≥2，N为正整数。
参照图2，给出整体极化转换单元6一种结构示意图，整体极化转换单元6至少包括：低频极化转换单元111和高频极化转换模块211，上层介质基板4的下表面与下层介质基板5的上表面之间的间隔距离d1大于下层介质基板5的下表面到金属反射板3的上表面之间的距离d2。
d1取5mm， d2取2mm，上层介质基板4的厚度t1为0.2mm, 下层介质基板5的厚度t2为0.2mm。
参照图3，本实施例中，低频超表面结构1由2×2个棋盘式排布的第一低频超表面模块11和第二低频超表面模块12组成，第一低频超表面模块11由6×6个低频极化转换单元111组成。图中，第二低频超表面模块12为第一低频超表面模块11沿本身中心顺时针旋转90°形成。
参照图4，低频极化转换单元111由关于单元对角线对称的双箭头且中心有正交枝节的条带和两种不同阻值的集总电阻组成。周期pa为12mm，线宽wa为0.2mm，箭头处枝节距单元边缘la1为0.2mm，箭头处枝节长度la2为2mm，第一集总电阻1112加载位置la3为1mm，中心正交枝节的长度la4为2mm，第二集总电阻1113的加载位置la5为0.5mm，第一集总电阻1112的封装类型为0201，阻值R1为100Ω，第二集总电阻1113的封装类为0201，阻值R2为40Ω。
所述高频超表面结构2由第一高频超表面模块21和第二高频超表面模块22按照N×N棋盘式排列组成，第二高频超表面模块22由第一高频超表面模块21沿本身中心顺时针旋转90°形成，其中N≥2，N为正整数。
参照图5，本实施例中，高频超表面结构2由2×2个棋盘式排布的超表面模块21和22组成，超表面模块21由6×6个高频极化转换模块211组成，高频极化转换模块211由3×3个高频极化转换单元2111组成。图中，超表面模块22为超表面模块21沿本身中心顺时针旋转90°形成。
参照图6，高频极化转换单元2111由关于对角线对称的一组方向相对的L形条带21111和一条正交枝节21112组成。周期pb为4mm，是pa的三分之一，线宽wb为0.2mm，L形条带的枝节距单元边缘的距离lb1为0.2mm，L形条带的枝节长度lb2为2mm，正交枝节的长度lb3为2mm。
由于单元周期相较于实施例1变小，极化转换频带会整体往高频偏移。
本实施例的工作原理如下：
本实施例是一种基于极化转换带宽相互叠加的超宽带RCS减缩超表面用于提高各种电磁设备的电磁隐身水平。
本实施例采用双层极化转换结构，通过调节单元放置的位置以及形状，使得两层极化转换结构的电流正交分布，避免了法诺谐振，从而能够将两个极化转换频段进行组合，显著的拓宽了极化转换的带宽；通过加载集总电阻和优化单元形状，有效的提高了角度稳定性；集总电阻的引入抑制了上层单元的高频谐振，同时能够一定程度上将入射的电磁能转化成热能，提高RCS减缩的性能；将该极化转换结构进行棋盘式排列用于RCS减缩，改善了利用极化转换结构拓宽RCS减缩的带宽和提高角度稳定性无法兼顾的问题。
以下结合实施例1仿真实验，对本发明的技术效果作进一步说明，通过调整仿真参数，实施例2和3同样可验证本发明所展示的优点：
1、仿真软件：商业仿真软件CST2020。
2、仿真内容与结果：
仿真1，对本实施例的低频极化转换单元的共极化、交叉极化的反射系数和极化转换率在1GHz-11GHz范围内进行仿真，结果如图7所示。
从图7可见，共极化反射系数在2.4GHz-8.1GHz范围内小于-10dB，交叉极化反射系数并不接近0，极化转换率在2.65GHz-7.95GHz范围内大于0.9。由此可见，入射电磁波有一部分被吸收，其余大部分被转换成交叉极化分量。
仿真2，对本实施例的高频极化转换单元的共极化、交叉极化的反射系数和极化转换率在6GHz-24GHz范围内进行仿真，结果如图8所示。
从图8可见，共极化反射系数在10.7GHz-19.65GHz范围内小于-10dB，交叉极化反射系数接近0，极化转换率在10.7GHz-19.65GHz范围内大于0.9。由此可见，入射电磁波的90%以上的能量被转换成交叉极化分量。
仿真3，对本实施例的整体极化转换单元的共极化、交叉极化的反射系数和极化转换率在2GHz-21GHz范围内进行仿真，结果如图9所示。
从图9可见，共极化反射系数在2.6GHz-19.52GHz范围内小于-10dB，极化转换率在2.71GHz-19.38GHz范围内大于0.9，除了在某些谐振点的吸收率较高外，其它频段的吸收率均低于0.3，由此可见，该极化转换结构能够在超宽带2.71-19.38GHz范围内实现极化转换率0.9以上的极化转换，此外，集总电阻的加载也在一定程度上吸收了电磁能。
仿真4和5， 对本实施例的整体结构在2-20GHz范围内进行RCS仿真，分别仿真TE波和TM波在0°、10°、20°和 30°入射下的RCS，并与等大金属板的RCS进行差值计算，得到随频率变化的RCS减缩量。
从图10可见，本实施例在不同角度TE波入射下，在20°以内能够保持10dB以上的RCS减缩带宽2.65GHz-18.65GHz不变，在30°TE波入射下，仅在4-6GHz频段内略微低于10dB的RCS减缩量。
从图11可见，本实施例在不同角度TM波入射下，在20°以内能够保持10dB以上的RCS减缩，带宽2.65GHz-18.65GHz不变，在30°TM波入射下,在2.65GHz-18.65GHz范围内均能达到高于7dB的RCS减缩量。由图10和图11可见，本实施例具有较好的角度稳定性。
以上描述和实施例，仅为本发明的优选实例，不构成对本发明的任何限制，显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容和设计原理后，都可能在基于本发明的原理和结构的情况下，进行形式上和细节上的各种修正和改变，但是这些基于本发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于极化转换带宽相互叠加的超宽带RCS减缩超表面，其特征在于：包括自上而下间隔分布的上层介质基板(4)、下层介质基板(5)和金属反射板(3)；上层介质基板(4)的上表面加载了集总电阻的低频超表面结构(1)，下层介质基板(5)的上表面为高频超表面结构(2)；低频超表面结构(1)中一个低频极化转换单元(111)和高频超表面结构(2)中对应位置的高频极化转换模块(211)组成了整体极化转换单元(6)，通过调整低频单元和高频单元的间隔、形状和布局，改变耦合参数，使整体极化转换单元(6)获取宽频带的极化转换。
2.根据权利要求1所述的一种基于极化转换带宽相互叠加的超宽带RCS减缩超表面，其特征在于：所述低频超表面结构(1)由对应的第一低频超表面模块(11)和第二低频超表面模块(12)按照N×N棋盘式排列组成，第二低频超表面模块(12)由第一低频超表面模块(11)沿本身中心顺时针旋转90°形成；第一低频超表面模块(11)由M×M个低频极化转换单元(111)组成，其中N≥2，M≥3，N和M为正整数。
3.根据权利要求1所述的一种基于极化转换带宽相互叠加的超宽带RCS减缩超表面，其特征在于：所述的整体极化转换单元(6)至少包括：低频极化转换单元(111)和高频极化转换模块(211)，上层介质基板(4)的下表面与下层介质基板(5)的上表面之间的间隔距离d1大于下层介质基板(5)的下表面到金属反射板(3)的上表面之间的距离d2。
4.根据权利要求3所述的一种基于极化转换带宽相互叠加的超宽带RCS减缩超表面，其特征在于：所述的低频极化转换单元(111)的周期是高频极化转换单元(2111)周期的3倍。
5.根据权利要求3所述的一种基于极化转换带宽相互叠加的超宽带RCS减缩超表面，其特征在于：所述的d1取5mm-10mm， d2取2mm-5mm，上层介质基板(4)的厚度t1为0.2mm-2mm,下层介质基板(5)的厚度t2为0.2mm-2mm。
6.根据权利要求2所述的一种基于极化转换带宽相互叠加的超宽带RCS减缩超表面，其特征在于：所述的低频极化转换单元(111)由关于单元对角线对称的双箭头且中心有正交枝节的条带和两种不同阻值的第一集总电阻（1112）和第二集总电阻（1113）组成，低频极化转换单元(111)周期pa为12mm-24mm，线宽wa为0.2mm-0.8mm，箭头处枝节距单元边缘la1为0.2mm-0.8mm，箭头处枝节长度la2为2mm-6mm。
7.根据权利要求6所述的一种基于极化转换带宽相互叠加的超宽带RCS减缩超表面，其特征在于：所述的第一集总电阻(1112)加载位置la3为1mm-4mm，中心正交枝节的长度la4为2mm-5mm，第二集总电阻(1113)的加载位置la5为0.5mm-4mm。
8.根据权利要求7所述的一种基于极化转换带宽相互叠加的超宽带RCS减缩超表面，其特征在于：所述的第一集总电阻(1112)的封装类型为0201，阻值R1为100Ω-200Ω，第二集总电阻(1113)的封装类为0201，阻值R2为40Ω-100Ω。
9.根据权利要求1所述的一种基于极化转换带宽相互叠加的超宽带RCS减缩超表面，其特征在于：所述高频超表面结构(2)由第一高频超表面模块(21)和第二高频超表面模块(22)按照N×N棋盘式排列组成，第二高频超表面模块（22）由第一高频超表面模块（21）沿本身中心顺时针旋转90°形成，第一低高频超表面模块(21)由M×M个高频极化转换模块(211)组成，高频极化转换模块211由3×3个高频极化转换单元(2111)组成，其中N≥2，M≥3，N和M为正整数。
10.根据权利要求3所述的一种基于极化转换带宽相互叠加的超宽带RCS减缩超表面，其特征在于：所述的高频极化转换模块(211)由3×3个高频极化转换单元(2111)组成，高频极化转换单元(2111)由关于对角线对称的一组方向相对的L形条带(21111)和一条正交枝节(21112)组成，高频极化转换单元(2111)周期pb为4mm-8mm，是pa的三分之一，线宽wb为0.2mm-0.8mm，L形条带的枝节距单元边缘的距离lb1为0.2mm-0.8mm，L形条带的枝节长度lb2为2mm-6mm，正交枝节的长度lb3为2mm-7mm。
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| CN202111223630.1A CN113922077B (zh) | 2021-10-21 | 2021-10-21 | 一种基于极化转换带宽相互叠加的超宽带rcs减缩超表面 |
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| CN115566436A (zh) * | 2022-11-10 | 2023-01-03 | 华南理工大学 | 一种用于改善rfid工作环境的超表面、阵列及系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113922077B (zh) | 2023-03-14 |
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