【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电磁波控制，尤其涉及一种集成感知单元的智能超表面电磁隐身系统。
技术介绍
1、目前，超材料（metamaterials）是一种新型的人造复合材料，由亚波长人造原子以周期性或规则的非周期性方式排列而成。超表面（metasurface）可以看作是超材料的二维平面形式。通过改变单元的几何结构和排列，可以调节电磁参数，从而得到超表面的特定电磁特性。
2、超表面隐身器件利用超表面对电磁波的调控能力，通过在被隐身物体表面覆盖超表面材料，实现对入射电磁波的相位和振幅的精确控制。
3、然而，传统隐身有制备困难、频带窄等问题，导致大多只能应对固定的入射波模式和背景环境，因此在不需要人为操控的情况下快速应对变化的外界刺激，实现自适应隐身亟待开发。虽然已发布的著作和论文中给出了一些智能隐身的方法，但大多都是使用额外的探测器，与超表面接收电磁波有偏差，且不够便捷。
4、因此设计一种集成感知单元的智能超表面隐身系统是应对变化电磁环境新的思路，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种集成感知单元的智能超表面电磁隐身系统，实现了较高精度的方向探测和较好的隐身性能。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种集成感知单元的智能超表面电磁隐身系统，包括超表面隐身器件、感知模块和自适应反馈模块；
4、所述超表面隐身器件包括集成感知单元，所述集成感知单元包括可调谐超表面单元，
5、所述感知模块包括感知单元、变频处理器和fpga，所述感知模块用于计算入射波方向，收集相位差信息转化为方向信息，所述变频处理器用于下变频，所述fpga用于算法搭建，所述感知模块利用fft算法和长短基线法得到方向信息，并通过fft算法提取接收到的电磁波的频率和相位信息，计算隐身所需补偿相位，再转化为偏置电压输出控制超表面隐身器件；所述集成感知单元为类可调谐超表面单元结构，在所述感知单元的中央挖过孔连接sma控制器接头；
6、所述自适应反馈模块，包括stm32控制器和32路输出dac数字模拟转换器，所述自适应反馈模块用于计算隐身所需相位以及偏置电压转化。
7、优选的，所述超表面隐身器件和所述感知模块间由所述感知单元、所述sma控制器接头和同轴线连接，所述变频处理器、所述fpga、所述stm32控制器和所述32路输出dac数字模拟转换器间由spi两两通信，形成闭环。
8、优选的，所述stm32控制器根据所述感知模块计算的方向信息计算实现隐身所需恢复相位，并根据相位-电压曲线将相位和电压关系对应。
9、优选的，所述可调谐超表面单元包括第一金属层、第一介质层、薄膜、第二介质层、第二金属层；所述第一金属层为对称结构，由变容二极管连接，通过控制电路的电压来改变变容二极管值调节对应频点的相位。
10、优选的，所述感知模块基于长短基线法，设置多个感知点接收电磁波信息，构成一个短基线与两个长基线；所述感知点为类可调谐单元结构；设计所述可调谐超表面单元上的所述变容二极管和通孔为中心过孔，与所述sma控制器接头连接。
11、优选的，所述集成感知单元的数量大于所述感知模块输入通道，射频开关选择后输入多个集成感知单元，同时接收构成长/短基线的两个集成感知单元的相位。
12、优选的，所述超表面隐身器件由两片超表面架成倾斜角18°的三角形凸起。
13、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种集成感知单元的智能超表面隐身系统，设计可调谐超表面单元确定相位和偏置电压的关系，由可调谐超表面单元排列成的超表面隐身器件集成感知单元，与感知模块、自适应反馈模块形成闭环，利用fft算法和长短基线法得到方向信息，计算隐身所需补偿相位，再转化为偏置电压输出控制超表面隐身器件实现隐身，通过扫描隐身器件近场电磁场判断整个系统是否成功工作。本专利技术将超表面隐身与方向探测相结合，利用可调谐超表面单元设计实现在无需人为操控下的电磁隐身，直接集成感知单元，保证单元接收信息与超表面一致，减小系统体积重量，增加系统便捷性实用性，适合基于此发展进一步的智能隐身。
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1.一种集成感知单元的智能超表面电磁隐身系统，其特征在于，包括超表面隐身器件、感知模块和自适应反馈模块；
2.根据权利要求1所述的一种集成感知单元的智能超表面电磁隐身系统，其特征在于，所述超表面隐身器件和所述感知模块间由所述感知单元、所述SMA控制器接头和同轴线连接，所述变频处理器、所述FPGA、所述STM32控制器和所述32路输出DAC数字模拟转换器间由SPI两两通信，形成闭环。
3.根据权利要求1所述的一种集成感知单元的智能超表面电磁隐身系统，其特征在于，所述STM32控制器根据所述感知模块计算的方向信息计算实现隐身所需恢复相位，并根据相位-电压曲线将相位和电压关系对应。
4.根据权利要求1所述的一种集成感知单元的智能超表面电磁隐身系统，其特征在于，所述可调谐超表面单元包括第一金属层、第一介质层、薄膜、第二介质层、第二金属层；所述第一金属层为对称结构，由变容二极管连接，通过控制电路的电压来改变变容二极管值调节对应频点的相位。
5.根据权利要求4所述的一种集成感知单元的智能超表面电磁隐身系统，其特征在于，所述感知模块基于长短基线法
6.根据权利要求5所述的一种集成感知单元的智能超表面电磁隐身系统，其特征在于，所述集成感知单元的数量大于所述感知模块输入通道，射频开关选择后输入多个集成感知单元，同时接收构成长/短基线的两个集成感知单元的相位。
7.根据权利要求1所述的一种集成感知单元的智能超表面电磁隐身系统，其特征在于，所述超表面隐身器件由两片超表面架成倾斜角18°的三角形凸起。
...【技术特征摘要】
1.一种集成感知单元的智能超表面电磁隐身系统，其特征在于，包括超表面隐身器件、感知模块和自适应反馈模块；
2.根据权利要求1所述的一种集成感知单元的智能超表面电磁隐身系统，其特征在于，所述超表面隐身器件和所述感知模块间由所述感知单元、所述sma控制器接头和同轴线连接，所述变频处理器、所述fpga、所述stm32控制器和所述32路输出dac数字模拟转换器间由spi两两通信，形成闭环。
3.根据权利要求1所述的一种集成感知单元的智能超表面电磁隐身系统，其特征在于，所述stm32控制器根据所述感知模块计算的方向信息计算实现隐身所需恢复相位，并根据相位-电压曲线将相位和电压关系对应。
4.根据权利要求1所述的一种集成感知单元的智能超表面电磁隐身系统，其特征在于，所述可调谐超表面单元包括第一金属层、第一介质层、薄膜、第二介质层、第二金属层...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑斌，李潘意，赵纪伟，骆曹飞，金辉，鲁焕，陈红胜，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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