[发明专利]一种基于数字编码超表面的雷达自适应伪装方法

说明书

本发明提出了一种基于数字编码超表面的雷达自适应伪装方法，在防护目标表面安装数字编码超表面，通过调节数字编码超表面的电磁散射幅度进而调节防护目标与防护目标所处环境背景的电磁散射特性差异，使得防护目标与防护目标所处环境背景的电磁散射特性趋于一致，从而实现防护目标的雷达自适应伪装，提高敌方雷达探测系统的检测代价。本发明提供的雷达伪装方法可根据防护目标所处的不同环境，灵活动态地调节电磁散射特性，降低防护目标在典型环境背景下的雷达暴露征候，达到雷达自适应伪装的效果，为雷达伪装技术研究提供了新思路。

技术领域

本发明属于雷达伪装技术领域，具体涉及一种调节电磁散射特性，使得防护目标与背景环境的电磁散射特性趋于一致，降低防护目标在典型环境背景下的雷达暴露征候，以达到雷达自适应伪装的方法。

背景技术

雷达是一种可自主地、全天时、全天候获取远距离目标信息的传感器，是现代军事发展中必不可少的一种探测手段。随着现代雷达探测能力的不断提升，我方高价值军事目标面临极大的暴露风险，为躲避敌方雷达对我方高价值军事目标构成的严重生成威胁，发展战场高价值目标的雷达伪装技术具有重大的军事意义和实用前景。

传统的雷达伪装技术主要包括：1. 利用设置在待防护目标附近或者外加在待防护目标上的防探测器来实现伪装效果的遮障伪装技术，主要包括伪装网、变形遮障和伪装覆盖层等技术。但该技术对伪装网设计及材料选取要求较高，通常适用的频段较窄，设计完成之后伪装效果固定，只能适用于有限的场景。2. 通过仿造各种具有与防护目标完全一致物性特征的假目标，用假目标来吸引敌方注意力和火力的示假伪装技术。该技术能有效降低防护目标被侦察和打击的概率，但该技术针对不同的防护目标需设计制备不同的假目标，存在体积大、实现成本高等缺陷。

另一方面，国内外学者在自适应伪装材料，如变色多光谱伪装材料、温控和可变发射率伪装材料，宽频轻型雷达吸波材料等方面的研究已经取得了一些进展。美国研制的电子模拟变色伪装服采用“有源”系统，以近似迷彩图案的金属涂层覆盖伪装服的织物表面，通过电控方式调节金属涂层的迷彩颜色与图案、表面温度和热辐射强度，使之与所处的环境背景相一致，实现防护目标的光学和红外伪装。

数字编码超材料是一种通过全数字方式对超材料进行表征、分析和设计的新型超材料。相比于基于等效媒质理论的“模拟超材料”，数字编码超材料对电磁波的调控可由所赋予的编码序列灵活操控。数字编码超材料在不主动发射电磁波信号的前提下，可调控或模拟特殊背景的电磁散射特性，实现电磁干扰和欺骗。且由于数字编码超材料可设计频段宽、低剖面、可共形等特点，其在电磁隐身、电子对抗等领域有广阔的应用前景，是当前国内外电磁隐身调控领域研究的热点之一。

发明内容

基于电子模拟变色光学自适应伪装服的思路和数字编码超材料对电磁散射特性的调控能力，本发明提出了一种基于数字编码超表面的雷达自适应伪装方法。利用超表面对电磁散射幅度的灵活动态调控，使得防护目标与环境背景的电磁散射幅度趋于一致，实现雷达自适应伪装。

为实现上述技术目的，本发明采用的具体技术方案如下：

一种基于数字编码超表面的雷达自适应伪装方法，在防护目标表面安装数字编码超表面，通过调节数字编码超表面的电磁散射幅度进而调节防护目标与防护目标所处环境背景的电磁散射幅度差异，使得防护目标与防护目标所处环境背景的电磁散射幅度趋于一致，从而实现防护目标的雷达自适应伪装。

数字编码超表面由人工电磁表面和数字控制模块组成，其中人工电磁表面由多个周期排布的数字可编码人工单元组成，单元周期为半波长。每个数字可编码人工单元集成1 个开关二极管，由单独的直流偏置控制，在两种不同的偏置电压下可动态呈现对电磁波反射相位差180度的两种不同电磁响应，分别记为“0”和“1”两种编码。每个数字可编码人工单元都可单独设计一组编码，通过数字控制模块提供的偏置电压快速切换。数字编码超表面为现有技术，如公开号为CN 108511916 A的专利申请中公开的一种数字式可编程时空编码超材料。