【摘 要】
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编码超表面利用单元幅度及相位特性,将编码状态对应的单元根据编码序列进行对应排布,可实现多种多样的功能。编码超表面既为减小雷达散射截面积（Radar Cross Section,RCS）提供了新的思路,又为任意调控电磁波的极化状态提供了新的自由度。本文聚焦于编码超表面在RCS缩减与极化调控中的应用,主要研究内容如下:1.设计了三款能够在超宽带范围内实现RCS缩减性能的超表面。利用随机表面、相位梯度编
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编码超表面利用单元幅度及相位特性,将编码状态对应的单元根据编码序列进行对应排布,可实现多种多样的功能。编码超表面既为减小雷达散射截面积（Radar Cross Section,RCS）提供了新的思路,又为任意调控电磁波的极化状态提供了新的自由度。本文聚焦于编码超表面在RCS缩减与极化调控中的应用,主要研究内容如下:1.设计了三款能够在超宽带范围内实现RCS缩减性能的超表面。利用随机表面、相位梯度编码超表面和棋盘随机编码超表面等多种超表面排布方式,构成了超表面,实现了RCS缩减。第一款随机编码超表面由极化转换单元构成,采用1bit的极化不敏感的随机单元,在8-23GHz范围内实现了10d B的RCS缩减。第二款相位梯度编码超表面,以耶路撒冷十字和圆环作为单元结构,通过分析谐振点和二次拟合的方法,快速地优化了单元结构的参数,实现了7.5GHz-26GHz的10d B以上RCS缩减。第三款棋盘随机编码超表面,由宽带的2bit编码单元构成。将编码超表面的卷积运算与漫反射理论相结合,利用多次卷积实现任意角度的波束偏折,让波束扩散得更加均匀。仿真结果和实验结果表明,在15.5GHz-42.5GHz频段实现10d B的RCS缩减。2.设计了两款反射型多功能极化调控的编码超表面。通过将两个或多个单元结构重新构成超单元中,利用超单元构成的超表面,可以生成多极化波束。第一款超表面采用多谐振结构的宽带单元,独立调控两个正交方向上的反射相位,对x方向极化的电磁波,实现了大角度偏折;对y方向极化的电磁波,实现了RCS缩减,为多功能电子设备提供了有效解决途径。第二款超表面能够控制线极化和圆极化的反射相位,在不同的频率上产生不同极化的波束。
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