【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信，具体涉及用于rcs缩减的多比特编码极化转换超表面。
技术介绍
1、随着雷达探测技术的快速发展，雷达隐身技术逐渐成为衡量飞行目标性能优劣的重要指标。雷达隐身技术中最关键的概念雷达散射截面(rcs)，表征了目标在雷达波照射下所产生回波强度的一种物理量，实际应用中，通过缩小被探测目标的rcs来实现隐身技术。
2、在现有技术中通过设置棋盘格超表面实现rcs降低，然而这些超表面的单元都有特定的周期，这意味着只能设计超表面单元的相位此，此外，采用传统的棋盘式编码，在工作频段内对rcs缩减有一定效果，但10db rcs缩减带宽不连续，存在一定局限。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足和缺陷，提供用于rcs缩减的多比特编码极化转换超表面，用于实现宽带雷达散射截面(radar cross section，rcs)缩减，该超表面为对称结构，对x极化和y极化产生相同的电磁散射，具有极化不敏感性。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、用于rcs缩减的多比特编码极化转换超表面，所述超表面用于实现宽带雷达散射截面rcs缩减，所述超表面由大小为m×m个超级单元构成的棋盘式多比特编码阵列组成，每一个超级单元包括4×4个超表面单元，所述超表面单元是由一个双向箭头和一个缺陷矩形环组成的对称的三明治结构，从上层至底层依次为金属铜层、介质层和金属铜层；
4、其中，通过调控相位差θ所述缺陷矩形的宽度l2得到8个
5、根据上述技术手段，为了得到不同相位差的多比特相位响应，对超表面单元进行优化设计，其中，包括8个类别的超表面单元。
6、进一步，8个类别的超表面单元中的相邻超表面单元之间的相位差为45°。
7、根据上述技术手段，为了实现多比特编码，本专利技术的超表面单元采用3种比特编码方式。
8、进一步，所述超表面的多比特编码包括1bit编码，2bit编码和3bit编码，其中，1bit编码由“0”和“1”两个数字单元交错排列组成，所述2bit编码由“00”、“01”和“11”三个数字单元交错排列组成，所述3bit编码由“000”、“001”、“010”、“011”、“100”、“101”、“110”、“111”八个数字单元交错排列组成。
9、根据上述技术手段，本专利技术设计的超表面结构具有三明治结构，分为金属铜-介质-金属铜，并根据具体的结构设置了相应的参数。
10、进一步，所述超表面单元的周期为8.6mm。
11、进一步，上层的金属铜厚度和底层的金属铜厚度都为0.018mm。
12、进一步，中间层的介质材料为fr4，其中，介电常数为2.2，损耗正切为0.001，厚度为2.7mm。
13、进一步，所述超表面在11.2～25.6ghz频段内具有宽带极化转换效率，极化转换率大于90％，共有四个谐振点。
14、本专利技术的有益效果：
15、本专利技术的超表面单元在11.2～25.6ghz频段内具有宽带极化转换效率，极化转换率大于90％，共有四个谐振点。通过对单元结构尺寸进行优化设计，分别得到相位差为180°、90°和45°的多比特相位响应。利用遗传算法进行优化编码设计，以得到更好的rcs缩减效果。与等尺寸的理想金属导体相比，多比特优化编码11～25ghz频段内实现超10db rcs缩减。与传统的棋盘式编码超表面相比，多比特优化编码超表面可以实现更宽的rcs缩减带宽。仿真结果验证了所提超表面对电磁波调控以及宽带rcs缩减能力，为减少电磁波散射提供一种有效方法。
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1.用于RCS缩减的多比特编码极化转换超表面，其特征在于，所述超表面用于实现宽带雷达散射截面RCS缩减，所述超表面由M×M个超级单元构成的棋盘式多比特编码阵列组成，每一个超级单元包括4×4个超表面单元，所述超表面单元是由一个双向箭头和一个缺陷矩形环组成的对称的三明治结构，从上层至底层依次为金属铜层、介质层和金属铜层；
2.根据权利要求1所述的单层多比特编码极化转换超表面，其特征在于，8个类别的超表面单元中的相邻超表面单元之间的相位差为45°。
3.根据权利要求1所述的单层多比特编码极化转换超表面，其特征在于，所述超表面的多比特编码包括1bit编码，2bit编码和3bit编码，其中，1bit编码由“0”和“1”两个数字单元交错排列组成，所述2bit编码由“00”、“01”和“11”三个数字单元交错排列组成，所述3bit编码由“000”、“001”、“010”、“011”、“100”、“101”、“110”、“111”八个数字单元交错排列组成。
4.根据权利要求1所述的单层多比特编码极化转换超表面，其特征在于，所述超表面单元的周期为8.6mm。p>
5.根据权利要求1所述的单层多比特编码极化转换超表面，其特征在于，上层的金属铜厚度和底层的金属铜厚度都为0.018mm。
6.根据权利要求1所述的单层多比特编码极化转换超表面，其特征在于，中间层的介质材料为FR4，其中，介电常数为2.2，损耗正切为0.001，厚度为2.7mm。
7.根据权利要求1所述的单层多比特编码极化转换超表面，其特征在于，所述超表面在11.2～25.6GHz频段内具有宽带极化转换效率，极化转换率大于90％，共有四个谐振点。
...【技术特征摘要】
1.用于rcs缩减的多比特编码极化转换超表面，其特征在于，所述超表面用于实现宽带雷达散射截面rcs缩减，所述超表面由m×m个超级单元构成的棋盘式多比特编码阵列组成，每一个超级单元包括4×4个超表面单元，所述超表面单元是由一个双向箭头和一个缺陷矩形环组成的对称的三明治结构，从上层至底层依次为金属铜层、介质层和金属铜层；
2.根据权利要求1所述的单层多比特编码极化转换超表面，其特征在于，8个类别的超表面单元中的相邻超表面单元之间的相位差为45°。
3.根据权利要求1所述的单层多比特编码极化转换超表面，其特征在于，所述超表面的多比特编码包括1bit编码，2bit编码和3bit编码，其中，1bit编码由“0”和“1”两个数字单元交错排列组成，所述2bit编码由“00”、“01”和“11”三个数字单元交错排列组成，...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭少军，张超，沈同圣，邹春荣，周晓松，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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