[发明专利]基于幅度可调谐的电控吸波超表面

说明书

本发明公开了一种基于幅度可调谐的电控吸波超表面,包括阵列排布的电控吸波超表面单元，每个电控吸波超表面单元结构相同，包括电控带通FSS单元和Salisbury吸波屏，所述电控吸波超表面在两种不同的偏置电压作用下呈现完全反射和完全吸收两种不同状态，两种状态可分别用于“ON”和“OFF”；通过对不同的电控超表面加载特定的偏置电压，可使所构成的超表面具有特定的编码，从而实现对目标散射特性的动态调节。本发明具有设计过程简单、应用灵活简便、加工方便的优点，能够采用印刷电路技术进行批量生产。

技术领域

本发明涉及电控吸波超表面，具体涉及一种基于幅度可调谐的电控吸波超表面。

背景技术

在微波波段的电磁识别中，目标的电磁特征是由目标的电磁波散射、反射、绕射信号的综合体现，反映了目标的几何外形、材料组分、运动情况等特性，因此是L(1-2GHz)、S(2-4GHz)、C(4-8GHz)、X(8-12GHz)、Ka(12-18GHz)等各波段雷达用来探测、追踪、识别目标的重要依据。

为了对抗雷达识别，在微波波段获得优异的电磁隐身性能的重要技术途径之一即是：对目标电磁特征进行实时的动态调制，增加雷达的识别难度，实现主动式的电磁隐身和欺骗效果。传统方法设计的频段范围在高频，在低频时由于厚度限制，导致实际应用不多。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、加工方便、性能优良的基于幅度可调谐的电控吸波超表面。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于幅度可调谐振的电控吸波超表面，包括阵列排布的电控吸波超表面单元，每个电控吸波超表面单元结构相同，包括电控带通FSS单元和Salisbury吸波屏，电控带通FSS单元由两个PIN二极管和平面金属结构组成，平面金属结构包括内圆环与外方环，内圆环和外方环之间设置有圆环型缝隙，PIN二极管连接内圆环与外方环；Salisbury吸波屏由电阻屏和介质层组成；电控带通FSS单元、电阻屏和介质层自上而下依次设置，三层中心位置贯穿有金属过孔，用于提供偏置电流；所述电控吸波超表面单元在两种不同的偏置电压作用下分别呈现全反射和全吸收的两种不同状态。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)本发明可以在同一块电控吸波超表面上实现不同的编码组合，从而利用同一块电控吸波超表面实现对目标雷达散射截面的动态调控；(2)本发明设计的电控吸波超表面具有加工方便，易于实现，运用印刷电路技术进行批量生产。

附图说明

图1是20×20电控吸波超表面阵列模型示意图。

图2是电控吸波超表面单元结构示意图。

图3是电控吸波超表面单元结构立体图。

图4(a)和图4(b)分别是电控吸波超表面单元在PIN二极管呈现关断与导通两种状态对应的反射系数曲线图。

图5是封装PIN二极管在不同偏置下的等效电路模型图。

图6是3.5GHz时，对应于全ON状态时，电控吸波超表面阵列和相同大小金属仿真结果图。

图7是3.5GHz时，对应于全OFF状态时，电控吸波超表面阵列和相同大小金属仿真结果图。

图8是3.5GHz时，对应于一半ON状态一半OFF状态时，电控吸波超表面阵列和相同大小金属仿真结果图。

具体实施方式

结合图1，一种基于幅度可调谐的电控吸波超表面，该电控吸波超表面在两种不同的偏置电压作用下分别呈现全反射和全吸收的两种状态，这两种状态分别用“ON”和“OFF”来表示。通过对不同的电控吸波超表面加载特定的偏置电压，可以使得所构成的超表面阵列对目标雷达有效面积实现动态调控。