【技术实现步骤摘要】
本申请涉及超表面，特别涉及一种超表面单元、动态编码超表面的生成方法、系统及设备。
技术介绍
1、超表面是指一种厚度小于波长的人工层状材料，由亚波长元素组成的二维阵列，可实现对电磁波偏振、振幅、相位、极化方式、传播模式等特性的灵活有效调控。太赫兹雷达以其高分辨率、小孔径、全天候、以及在探测和成像中的抗干扰能力等优点引起了广泛的关注，随着太赫兹雷达技术的快速发展，传统的超表面已无法满足需要。
2、因此，如何实现有效的雷达散射截面缩减是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种超表面单元、动态编码超表面的生成方法、系统及设备，能够实现有效的雷达散射截面缩减。
2、为解决上述技术问题，本申请提供一种超表面单元，所述超表面单元的谐振结构包括存在缺口的第一金属环、存在缺口的第二金属环、第一二氧化钒弧形贴片和第二二氧化钒弧形贴片，所述第一金属环与所述第一二氧化钒弧形贴片围成的圆环为第一谐振环，所述第二金属环与所述第二二氧化钒弧形贴片围成的圆环为第二谐振环；所述第一谐振环与所述第二谐振环设置于同一平面且中心重合；所述第一谐振环的中心与所述第一二氧化钒弧形贴片的连线方向与预设方向的夹角为0°，所述第二谐振环的中心与所述第一二氧化钒弧形贴片的连线方向与所述预设方向的夹角为90°。
3、可选的，还包括：介质层和金属板；所述第一谐振环与所述第二谐振环设置于所述介质层的上表面，所述金属板设置于所述介质层的下表面。
4、本申
5、确定超表面单元的结构参数；其中，所述超表面单元的谐振结构包括存在缺口的第一金属环、存在缺口的第二金属环、第一二氧化钒弧形贴片和第二二氧化钒弧形贴片，所述第一金属环与所述第一二氧化钒弧形贴片围成的圆环为第一谐振环，所述第二金属环与所述第二二氧化钒弧形贴片围成的圆环为第二谐振环；所述第一谐振环与所述第二谐振环设置于同一平面且中心重合；所述第一谐振环的中心与所述第一二氧化钒弧形贴片的连线方向与预设方向的夹角为0°，所述第二谐振环的中心与所述第一二氧化钒弧形贴片的连线方向与所述预设方向的夹角为90°；
6、根据所述结构参数对所述超表面单元进行仿真得到第一工作频段和第二工作频段；其中，所述第一工作频段为所述超表面单元处于第一状态时的工作频段，所述第二工作频段为所述超表面单元处于第二状态时的工作频段：所述第一状态为所述第一二氧化钒弧形贴片处于介质态、且所述第二二氧化钒弧形贴片处于金属态时的状态，所述第二状态为所述第一二氧化钒弧形贴片处于金属态、且所述第二二氧化钒弧形贴片处于介质态时的状态；
7、基于所述超表面单元生成超表面阵因子，并对所述超表面阵因子进行鲸鱼优化算法的计算，得到所述第一工作频段对应的第一超表面编码序列，以及所述第二工作频段对应的第二超表面编码序列；
8、根据所述第一超表面编码序列和所述第二超表面编码序列将所述超表面单元组成阵列，以便生成太赫兹动态编码超表面。
9、进一步的，基于所述超表面单元生成超表面阵因子，包括：
10、确定包括多个所述超表面单元的编码单元在辐射场处产生的相位差信息；其中，所述相位差信息包括编码单元引入的突变相位、编码单元空间位置引入的相位延迟和入射波引入的相位延迟；
11、根据所述相位差信息生成所述超表面阵因子。
12、进一步的，对所述超表面阵因子进行鲸鱼优化算法的计算，得到所述第一工作频段对应的第一超表面编码序列，以及所述第二工作频段对应的第二超表面编码序列，包括：
13、将所述超表面阵因子的最大值设置为适应函数；
14、设置符合所述第一工作频段的第一入射波，以所述第一入射波为输入对所述适应函数进行所述鲸鱼优化算法的计算，得到所述第一工作频段对应的第一超表面编码序列；
15、设置符合所述第二工作频段的第二入射波，以所述第二入射波为输入对所述适应函数进行所述鲸鱼优化算法的计算，得到所述第二工作频段对应的第二超表面编码序列。
16、进一步的，根据所述结构参数对所述超表面单元进行仿真得到第一工作频段和第二工作频段，包括：
17、根据所述结构参数在电磁仿真软件中生成所述超表面单元的仿真模型；
18、分别将左旋圆极化入射波和右旋圆极化入射波输入处于所述第一状态的仿真模型，得到第一仿真结果；其中，所述第一仿真结果用于描述反射系数的幅度与频率的对应关系；
19、根据所述第一仿真结果将符合预设条件的频率区间设置为第一工作频段；其中，所述预设条件为同极化反射系数的幅度大于或等于第一临界幅度，且交叉极化反射系数小于第二临界幅度，所述第一临界幅度大于所述第二临界幅度；
20、分别将所述左旋圆极化入射波和所述右旋圆极化入射波输入处于所述第二状态的仿真模型，得到第二仿真结果；其中，所述第二仿真结果用于描述反射系数的幅度与频率的对应关系；
21、根据所述第二仿真结果将符合所述预设条件的频率区间设置为第二工作频段。
22、进一步的，根据所述第一超表面编码序列和所述第二超表面编码序列将所述超表面单元组成阵列，以便生成太赫兹动态编码超表面，包括：
23、根据所述第一超表面编码序列生成所述第一工作频段对应的第一突变相位分布；
24、根据所述第二超表面编码序列生成所述第二工作频段对应的第二突变相位分布；
25、基于所述第一突变相位分布和所述第二突变相位分布将所述超表面单元组成阵列，以便生成所述太赫兹动态编码超表面。
26、进一步的，在生成所述太赫兹动态编码超表面之后，还包括：
27、确定太赫兹雷达的工作频段；
28、若所述太赫兹雷达的工作频段与所述第一工作频段匹配，则将所述太赫兹动态编码超表面中的超表面单元设置为所述第一状态；
29、若所述太赫兹雷达的工作频段与所述第二工作频段匹配，则将所述太赫兹动态编码超表面中的超表面单元设置为所述第二状态。
30、本申请还提供了一种动态编码超表面的生成系统，该系统包括：
31、参数确定模块，用于确定超表面单元的结构参数；其中，所述超表面单元的谐振结构包括存在缺口的第一金属环、存在缺口的第二金属环、第一二氧化钒弧形贴片和第二二氧化钒弧形贴片，所述第一金属环与所述第一二氧化钒弧形贴片围成的圆环为第一谐振环，所述第二金属环与所述第二二氧化钒弧形贴片围成的圆环为第二谐振环；所述第一谐振环与所述第二谐振环设置于同一平面且中心重合；所述第一谐振环的中心与所述第一二氧化钒弧形贴片的连线方向与预设方向的夹角为0°，所述第二谐振环的中心与所述第一二氧化钒弧形贴片的连线方向与所述预设方向的夹角为90°；
32、仿真模块，用于根据所述结构参数对所述超表面单元进行仿真得到第一工作频段和第二工作频段；其中，所述第一工作频段为所述超表面单元处于第一状态时本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超表面单元，其特征在于，所述超表面单元的谐振结构包括存在缺口的第一金属环、存在缺口的第二金属环、第一二氧化钒弧形贴片和第二二氧化钒弧形贴片，所述第一金属环与所述第一二氧化钒弧形贴片围成的圆环为第一谐振环，所述第二金属环与所述第二二氧化钒弧形贴片围成的圆环为第二谐振环；所述第一谐振环与所述第二谐振环设置于同一平面且中心重合；所述第一谐振环的中心与所述第一二氧化钒弧形贴片的连线方向与预设方向的夹角为0°，所述第二谐振环的中心与所述第一二氧化钒弧形贴片的连线方向与所述预设方向的夹角为90°。
2.根据权利要求1所述超表面单元，其特征在于，还包括：介质层和金属板；所述第一谐振环与所述第二谐振环设置于所述介质层的上表面，所述金属板设置于所述介质层的下表面。
3.一种动态编码超表面的生成方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所述动态编码超表面的生成方法，其特征在于，基于所述超表面单元生成超表面阵因子，包括：
5.根据权利要求3所述动态编码超表面的生成方法，其特征在于，对所述超表面阵因子进行鲸鱼优化算法的计算，得到所述第一工作频段对
6.根据权利要求3所述动态编码超表面的生成方法，其特征在于，根据所述结构参数对所述超表面单元进行仿真得到第一工作频段和第二工作频段，包括：
7.根据权利要求3所述动态编码超表面的生成方法，其特征在于，根据所述第一超表面编码序列和所述第二超表面编码序列将所述超表面单元组成阵列，以便生成太赫兹动态编码超表面，包括：
8.根据权利要求3所述动态编码超表面的生成方法，其特征在于，在生成所述太赫兹动态编码超表面之后，还包括：
9.一种动态编码超表面的生成系统，其特征在于，包括：
10.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现如权利要求3至8任一项所述动态编码超表面的生成方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种超表面单元，其特征在于，所述超表面单元的谐振结构包括存在缺口的第一金属环、存在缺口的第二金属环、第一二氧化钒弧形贴片和第二二氧化钒弧形贴片，所述第一金属环与所述第一二氧化钒弧形贴片围成的圆环为第一谐振环，所述第二金属环与所述第二二氧化钒弧形贴片围成的圆环为第二谐振环；所述第一谐振环与所述第二谐振环设置于同一平面且中心重合；所述第一谐振环的中心与所述第一二氧化钒弧形贴片的连线方向与预设方向的夹角为0°，所述第二谐振环的中心与所述第一二氧化钒弧形贴片的连线方向与所述预设方向的夹角为90°。
2.根据权利要求1所述超表面单元，其特征在于，还包括：介质层和金属板；所述第一谐振环与所述第二谐振环设置于所述介质层的上表面，所述金属板设置于所述介质层的下表面。
3.一种动态编码超表面的生成方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所述动态编码超表面的生成方法，其特征在于，基于所述超表面单元生成超表面阵因子，包括：
5.根据权利要求3所述动态...
【专利技术属性】
技术研发人员：王羚，高峰，滕书华，谭志国，张星，娄军，
申请(专利权)人：湖南第一师范学院，
类型：发明
国别省市：
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