一种极化转换超表面制造技术

本申请涉及电磁隐身技术领域，特别涉及一种极化转换超表面。该极化转换超表面，包括：第一晶格和第二晶格；所述第一晶格由N

【技术实现步骤摘要】
一种极化转换超表面


[0001]本专利技术涉及电磁隐身
，特别涉及一种极化转换超表面。

技术介绍

[0002]随着现代电子对抗与无线通信领域的发展，电磁隐身技术已经成为电磁学探索的热点之一。对于某些特殊应用场景的目标，其隐身性能的好坏直接影响到人们的安全性，因此如何降低目标被对方雷达等高科技设备侦测到的概率是研究者必须考虑到的问题。
[0003]现有技术中，一般通过在目标表面设置极化转换超表面来缩减目标的RCS值，以降低目标被探测到的风险。然而，现有的极化转换超表面在缩减目标特定角域范围的RCS值时，会增加其他角域被侦测到的危险。
[0004]因此，目前亟待需要一种能够将目标反射的电磁波均匀打散的极化转换超表面，以缩减目标的各向RCS值。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种极化转换超表面，能够在较宽的带宽范围内缩减目标的各向RCS值。
[0006]本申请实施例提供了一种极化转换超表面，包括：第一晶格和第二晶格；
[0007]所述第一晶格由N
×
N个极化转换单元组成，所述极化转换单元包括沿竖直方向依次叠放的图案层、介质层和连续的底板层；其中，N≥2，所述图案层所在的一侧为电磁波入射的一侧，所述图案层中的图案为沿45
°
斜对角线对称的带有缝隙的图案，所述介质层用于协助所述图案层和所述底板层之间发生电磁耦合；
[0008]所述第二晶格由所述第一晶格镜像而成；
[0009]所述极化转换超表面由所述第一晶格和所述第二晶格按照预设的排布规律拼接而成。
[0010]在一种可能的设计中，所述极化转换单元的单元周期P＝5mm；
[0011]所述第一晶格由3
×
3个所述极化转换单元组成。
[0012]在一种可能的设计中，所述图案层和所述底板层的材质为具有导电性的金属。
[0013]在一种可能的设计中，所述金属为铜，所述铜的电导率为5.8
×
107S/m、厚度为0.035mm。
[0014]在一种可能的设计中，所述介质层的厚度为3mm、材质为F4B
‑
220、介电常数为2.2C2/(N
·
M2)、介电损耗正切值为0.0015。
[0015]在一种可能的设计中，所述图案层中的图案由一个斜45
°
条形结构和双环形结构组成，所述双环形结构由两个呈同心椭圆的开缝椭圆环组成，每个所述开缝椭圆环分别与所述条形结构相交并沿所述条形结构对称。
[0016]在一种可能的设计中，所述条形结构的长度L＝6mm、宽度W＝0.25mm。
[0017]在一种可能的设计中，所述开缝椭圆环由一个长轴内半径R1＝2.4mm、线宽W1＝
0.2mm、轴比AR1＝0.9、张角α＝90
°
的第一开缝椭圆环和一个长轴内半径R2＝0.3mm、线宽W2＝0.3mm、轴比AR2＝0.9、张角β＝108
°
的第二开缝椭圆环组成。
[0018]在一种可能的设计中，所述预设的排布规律为将所述第一晶格和所述第二晶格均匀等间隔排布。
[0019]在一种可能的设计中，所述预设的排布规律为以远场散射幅度的最大值为目标函数，通过遗传算法确定出的所述第一晶格和所述第二晶格的排布方式。
[0020]本申请实施例提供了一种极化转换超表面，包括第一晶格和第二晶格，该第一晶格由N
×
N个极化转换单元组成，第二晶格由第一晶格镜像而成，如此可以形成周期结构，抑制极化转换单元之间的互耦；该极化转换单元包括沿竖直方向依次叠放的图案层、介质层和连续的底板层；一方面，由于图案层中的图案为沿45
°
斜对角线对称的带有缝隙的图案，因此，可以使电磁波沿45
°
斜对角线方向发生谐振，从而改变电磁波的极化方向并扩宽带宽；另一方面，由于第一晶格和第二晶格按照预设的排布规律拼接，因此可以将目标反射的电磁波均匀打散，显著缩减各向的RCS值。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是本专利技术一实施例提供的一种极化转换单元的侧视剖面图；
[0023]图2是本专利技术一实施例提供的层案层示意图；
[0024]图3是本专利技术一实施例提供的第一晶格宽带极化转换率曲线图；
[0025]图4是本专利技术一实施例提供的按照遗传算法确定出的优化编码结构极化转换超表面；
[0026]图5是本专利技术一实施例提供的优化编码结构与均匀编码结构的单站RCS缩减对比图；
[0027]图6是本专利技术一实施例提供的优化编码结构在13GHz处的3D远场散射方向图。
[0028]附图标记：
[0029]1‑
图案层；
[0030]11
‑
条形结构；
[0031]12
‑
第一开缝椭圆环；
[0032]13
‑
第二开缝椭圆环；
[0033]2‑
介质层；
[0034]3‑
底板层。
具体实施方式
[0035]以下结合附图及实施例，对本申请进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0036]在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用
于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0037]本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
[0038]专利技术人在工作中发现，目前大多数极化转换超表面均采用棋盘型结构使入射电磁波与反射(透射)电磁波的反射相位差为180
°
，该结构能够通过相位对消的方法缩减平面目标的RCS值，但是同时会增加其他角域被侦测到的危险性。
[0039]针对这一问题，专利技术人提出可以在极化转换单元中电磁波入射的一侧设置特殊的图案以及特殊的极化转换单元排布方式，将目标反射的电磁波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极化转换超表面，其特征在于，包括第一晶格和第二晶格；所述第一晶格由N
×
N个极化转换单元组成，所述极化转换单元包括沿竖直方向依次叠放的图案层(1)、介质层(2)和连续的底板层(3)；其中，N≥2，所述图案层(1)所在的一侧为电磁波入射的一侧，所述图案层(1)中的图案为沿45
°
斜对角线对称的带有缝隙的图案，所述介质层(2)用于协助所述图案层(1)和所述底板层(3)之间发生电磁耦合；所述第二晶格由所述第一晶格镜像而成；所述极化转换超表面由所述第一晶格和所述第二晶格按照预设的排布规律拼接而成。2.根据权利要求1所述的极化转换超表面，其特征在于，所述极化转换单元的单元周期P＝5mm；所述第一晶格由3
×
3个所述极化转换单元组成。3.根据权利要求1所述的极化转换超表面，其特征在于，所述图案层(1)和所述底板层(3)的材质为具有导电性的金属。4.根据权利要求3所述的极化转换超表面，其特征在于，所述金属为铜，所述铜的电导率为5.8
×
107S/m、厚度为0.035mm。5.根据权利要求1所述的极化转换超表面，其特征在于，所述介质层(2)的厚度为3mm、材质为F4B
‑
220、介电常数为2.2C2/(N
·

【专利技术属性】
技术研发人员：任重儒，殷红成，刘永强，孙新，车永星，戚开南，王岩，卢澜，
申请(专利权)人：北京环境特性研究所，
类型：发明
国别省市：