[发明专利]一种超宽带全极化隐身随机表面及其设计方法

权利要求书

1.一种超宽带全极化隐身随机表面，其特征在于：包括若干单元结构，所述单元结构包括上层金属贴片层、介质基板和下层连续的金属背板；所述上层金属贴片层为刻蚀在表面的多折叠双环贴片；所述随机表面利用微带反射阵天线理论实现对电磁波的非定向散射，随机表面的若干单元结构相同，尺寸不同。

2.根据权利要求1所述的超宽带全极化隐身随机表面，其特征在于：所述介质基板采用高频微波电路板。

3.根据权利要求1所述的超宽带全极化隐身随机表面，其特征在于：所述上层金属贴片层为万字佛印环。

4.一种超宽带全极化隐身随机表面的设计方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

(1)根据所需随机表面的带宽和剖面要求，选择合适的贴片单元，并给出等效电路；

(2)根据相应的传输线的电性能等效电路，得出基本结构的相位公式，等效电抗公式以及相位变化率公式；

(3)通过基本单元的相位公式，等效电抗公式以及相位变化率公式的参数要求，得出随机表面的基本结构的参数范围；

(4)通过MATLAB软件进行编程设计完成随机表面的自动建模；

(5)选择加工材料，采用覆铜箔层压板技术生产所设计的随机表面成品。

5.根据权利要求4所述的超宽带全极化隐身随机表面的设计方法，其特征在于：所述相位公式为：

等效电抗公式为：

x=-(ωC-1ωL)[(ωC-1ωL)2+1R2]]]>

相位变化率公式为：

ϵ0=4RQZ0ω0(R2-Z02)]]>

其中，ε₀是自由空间的波阻抗，R、L、C分别为贴片的等效电阻、等效电感和等效电容，Q是质量因子，X是等效电抗，ω₀是基本单元的谐振频率，Z₀为自由空间的自由阻抗。

6.根据权利要求4所述的超宽带全极化隐身随机表面的设计方法，其特征在于：所述步骤(4)中具体包括：

(1)随机表面由不同尺寸的单元结构经有序排列后生成；

(2)由于现有的天线尺寸的限制，所需贴片单元的个数以及排列方式得到限制；

(3)因为HFSS和MATLAB软件的功能限制，实现自动化程序需要将两者结合；在MATLAB中设计相关的自动画图程序，在HFSS中进行调用继而自动生成所需的随机表面；

(4)贴片单元随机变量都设计为L，所以需要随机的部分就是变量L，其他数值固定不需要改变。