【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及通信，具體涉及用于rcs縮減的多比特編碼極化轉換超表面。
技術介紹
1、隨著雷達探測技術的快速發展，雷達隱身技術逐漸成為衡量飛行目標性能優劣的重要指標。雷達隱身技術中最關鍵的概念雷達散射截面(rcs)，表征了目標在雷達波照射下所產生回波強度的一種物理量，實際應用中，通過縮小被探測目標的rcs來實現隱身技術。
2、在現有技術中通過設置棋盤格超表面實現rcs降低，然而這些超表面的單元都有特定的周期，這意味著只能設計超表面單元的相位此，此外，采用傳統的棋盤式編碼，在工作頻段內對rcs縮減有一定效果，但10db?rcs縮減帶寬不連續，存在一定局限。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于克服現有技術中的不足和缺陷，提供用于rcs縮減的多比特編碼極化轉換超表面，用于實現寬帶雷達散射截面(radar?cross?section，rcs)縮減，該超表面為對稱結構，對x極化和y極化產生相同的電磁散射，具有極化不敏感性。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下：
3、用于rcs縮減的多比特編碼極化轉換超表面，所述超表面用于實現寬帶雷達散射截面rcs縮減，所述超表面由大小為m×m個超級單元構成的棋盤式多比特編碼陣列組成，每一個超級單元包括4×4個超表面單元，所述超表面單元是由一個雙向箭頭和一個缺陷矩形環組成的對稱的三明治結構，從上層至底層依次為金屬銅層、介質層和金屬銅層；
4、其中，通過調控相位差θ所述缺陷矩形的寬度l2得到8個
5、根據上述技術手段，為了得到不同相位差的多比特相位響應，對超表面單元進行優化設計，其中，包括8個類別的超表面單元。
6、進一步，8個類別的超表面單元中的相鄰超表面單元之間的相位差為45°。
7、根據上述技術手段，為了實現多比特編碼，本專利技術的超表面單元采用3種比特編碼方式。
8、進一步，所述超表面的多比特編碼包括1bit編碼，2bit編碼和3bit編碼，其中，1bit編碼由“0”和“1”兩個數字單元交錯排列組成，所述2bit編碼由“00”、“01”和“11”三個數字單元交錯排列組成，所述3bit編碼由“000”、“001”、“010”、“011”、“100”、“101”、“110”、“111”八個數字單元交錯排列組成。
9、根據上述技術手段，本專利技術設計的超表面結構具有三明治結構，分為金屬銅-介質-金屬銅，并根據具體的結構設置了相應的參數。
10、進一步，所述超表面單元的周期為8.6mm。
11、進一步，上層的金屬銅厚度和底層的金屬銅厚度都為0.018mm。
12、進一步，中間層的介質材料為fr4，其中，介電常數為2.2，損耗正切為0.001，厚度為2.7mm。
13、進一步，所述超表面在11.2～25.6ghz頻段內具有寬帶極化轉換效率，極化轉換率大于90％，共有四個諧振點。
14、本專利技術的有益效果：
15、本專利技術的超表面單元在11.2～25.6ghz頻段內具有寬帶極化轉換效率，極化轉換率大于90％，共有四個諧振點。通過對單元結構尺寸進行優化設計，分別得到相位差為180°、90°和45°的多比特相位響應。利用遺傳算法進行優化編碼設計，以得到更好的rcs縮減效果。與等尺寸的理想金屬導體相比，多比特優化編碼11～25ghz頻段內實現超10db?rcs縮減。與傳統的棋盤式編碼超表面相比，多比特優化編碼超表面可以實現更寬的rcs縮減帶寬。仿真結果驗證了所提超表面對電磁波調控以及寬帶rcs縮減能力，為減少電磁波散射提供一種有效方法。
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1.用于RCS縮減的多比特編碼極化轉換超表面，其特征在于，所述超表面用于實現寬帶雷達散射截面RCS縮減，所述超表面由M×M個超級單元構成的棋盤式多比特編碼陣列組成，每一個超級單元包括4×4個超表面單元，所述超表面單元是由一個雙向箭頭和一個缺陷矩形環組成的對稱的三明治結構，從上層至底層依次為金屬銅層、介質層和金屬銅層；
2.根據權利要求1所述的單層多比特編碼極化轉換超表面，其特征在于，8個類別的超表面單元中的相鄰超表面單元之間的相位差為45°。
3.根據權利要求1所述的單層多比特編碼極化轉換超表面，其特征在于，所述超表面的多比特編碼包括1bit編碼，2bit編碼和3bit編碼，其中，1bit編碼由“0”和“1”兩個數字單元交錯排列組成，所述2bit編碼由“00”、“01”和“11”三個數字單元交錯排列組成，所述3bit編碼由“000”、“001”、“010”、“011”、“100”、“101”、“110”、“111”八個數字單元交錯排列組成。
4.根據權利要求1所述的單層多比特編碼極化轉換超表面，其特征在于，所述超表面單元的周期為8.6mm。p>
5.根據權利要求1所述的單層多比特編碼極化轉換超表面，其特征在于，上層的金屬銅厚度和底層的金屬銅厚度都為0.018mm。
6.根據權利要求1所述的單層多比特編碼極化轉換超表面，其特征在于，中間層的介質材料為FR4，其中，介電常數為2.2，損耗正切為0.001，厚度為2.7mm。
7.根據權利要求1所述的單層多比特編碼極化轉換超表面，其特征在于，所述超表面在11.2～25.6GHz頻段內具有寬帶極化轉換效率，極化轉換率大于90％，共有四個諧振點。
...【技術特征摘要】
1.用于rcs縮減的多比特編碼極化轉換超表面，其特征在于，所述超表面用于實現寬帶雷達散射截面rcs縮減，所述超表面由m×m個超級單元構成的棋盤式多比特編碼陣列組成，每一個超級單元包括4×4個超表面單元，所述超表面單元是由一個雙向箭頭和一個缺陷矩形環組成的對稱的三明治結構，從上層至底層依次為金屬銅層、介質層和金屬銅層；
2.根據權利要求1所述的單層多比特編碼極化轉換超表面，其特征在于，8個類別的超表面單元中的相鄰超表面單元之間的相位差為45°。
3.根據權利要求1所述的單層多比特編碼極化轉換超表面，其特征在于，所述超表面的多比特編碼包括1bit編碼，2bit編碼和3bit編碼，其中，1bit編碼由“0”和“1”兩個數字單元交錯排列組成，所述2bit編碼由“00”、“01”和“11”三個數字單元交錯排列組成，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：郭少軍，張超，沈同圣，鄒春榮，周曉松，
申請(專利權)人：中國人民解放軍軍事科學院國防科技創新研究院，
類型：發明
國別省市：
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