[发明专利]一种高精度低RCS的2bit编码超表面

说明书

本发明属于电磁超材料设计领域，具体涉及一种高精度低RCS的2bit编码超表面；该超表面包括：高精度低RCS的2bit编码超表面由4种超级子单元构成，每种超级子单元均由4个相同的子单元构成；子单元包括上层金属图案层、中间介质层和下层接地板金属层；中间介质层设置在上层金属图案层和下层接地板金属层之间；所述上层金属图案层包括1个十字金属条和4个半圆环金属条，4个半圆环金属条均匀设置在十字金属条的四个端部上，半圆环金属条的开口背离十字金属条的交叉点向外设置，十字金属条中横向金属条和竖向金属条的长度和宽度均相等；本发明具有超宽带的特性，可以实现大幅RCS缩减，且低剖面，体积小，易于加工与共形。

技术领域

本发明属于电磁超材料设计领域，具体涉及一种高精度低RCS的2bit编码超表面。

背景技术

伴随着雷达探测技术的快速发展，与之有关的各类反侦测技术的水平也不断提升，反侦测技术研究对提高设备的生存能力以及抗干扰能力有着重大意义，因而受到世界各国越来越多的重视。

反侦察技术的主要目的在于实现目标特征信号的有效控制，利用各种反侦察手段削弱己方信号的可探测特性，可以降低己方装备被侦测、跟踪或者被打击的概率，实现对己方装备的防护。

雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)是一个通过数值量化来描述目标散射特性的物理量，它表示目标被入射电磁波照射后沿某一方向回射的散射功率的大小。

目前常用的降低RCS的方法有加载雷达吸波材料、改变目标形状等。其中，加载雷达吸波材料可以实现电磁波能量向欧姆损耗转化的特性，以显著降低目标雷达散射截面，但这种方法对目标辐射性能影响较大，且对频率和入射角度都比较敏感，工作频带也比较窄。改变目标形状结构指对隐身设备进行特殊的形状设计，或对各方向的平面和边缘周围的形状进行修改和调整，使能量向其他方向散射，以达到有效降低特定角度区域的雷达回波强度的目的。这种方法的缺点是，电磁隐身观点所认可的适宜形状可能与空气动力学要求的适宜形状不一致。

近年来，多种人工新型材料被应用于降低天线RCS，而编码超表面作为一个新的研究课题，为降低RCS提供了新的方案。

不同的编码序列的散射特性是不同的，规则的编码序列散射特性也是有规律可循。同样地，当编码呈现无规律性时，散射特性会向多个方向无序化，根据能量守恒，每个散射波的能量会变小，因此可以实现RCS的降低。

综上所述，亟需一种超宽带且RCS缩减量大的编码超表面结构。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出了一种高精度低RCS的2bit编码超表面，该超表面包括：高精度低RCS的2bit编码超表面由4种超级子单元构成，每种超级子单元均由4个相同的子单元构成；

所述子单元包括上层金属图案层(1)、中间介质层(2)和下层接地板金属层(3)；中间介质层设置(2)在上层金属图案层(1)和下层接地板金属层(3)之间；所述上层金属图案层(1)包括1个十字金属条和4个半圆环金属条，4个半圆环金属条均匀设置在十字金属条的横向金属条和竖向金属条上，半圆环金属条的开口背离十字金属条的交叉点向外设置，十字金属条中横向金属条的长度和宽度分别与竖向金属条的长度和宽度相等。

优选的，子单元为上下左右对称结构。

优选的，4种超级子单元上的十字金属条的横向金属条长度分别为7.40mm、5.00mm、4.44mm和3.59mm。

优选的，十字金属条中横向金属条和竖向金属条的宽度为0.5mm，厚度为0.018mm。

优选的，半圆环金属条的外圆半径为1.00mm，内圆半径为0.5mm。

优选的，中间介质层(2)和下层接地板金属层(3)的表面为正方形，边长均为7.50mm，中间介质层(2)的厚度为2.00mm，下层接地板金属层(3)的厚度为0.018mm。