集成的超表面为高效的极化转换和高收益,低RCS EM辐射

科学领域:

• 超材料和纳米光子学
• 电磁学和波浪传播
• 天线理论和设计.

背景情况:

• 对于低可观测平台的传统天线面临着高雷达截面 (RCS) 的挑战.
• 从单个组件中实现有效的极化转换和高收益电磁辐射 (EM) 是复杂的.
• 超表面提供可调节的电磁特性,用于先进的设备集成.

研究的目的:

• 设计和演示一个能够实现双重功能的集成超表面:极化转换和低RCS电磁辐射.
• 为了实现宽带偏振转换从线性到交叉偏振波.
• 为了实现隐形应用的显著降低RCS的高收益电磁辐射.

主要方法:

• 将金属分环,圆形补丁,介电层和地面平面集成到一个单一的元表面中.
• 在8-13 GHz频率范围内利用超表面进行极化转换.
• 使用分环元件的战略旋转 (90°,180°,270°) 来诱导用于RCS减少的破坏性干扰.
• 实验验证双功能的实验验证.

主要成果:

• 超表面证明了有效的偏振转换从x或y偏振波到交叉偏振波.
• 极化转换器实现了高转换效率和宽带共振.
• 在EM辐射中实现了16.5dBi的高收益.
• 通过破坏性干扰取消,成功证明了宽带RCS的减少.

结论:

• 拟议的集成超表面有效地结合了极化转换和低RCS高收益电磁辐射能力.
• 该设计为增强电磁应用中的隐形特性提供了一个有前途的解决方案.
• 超表面的双重功能验证了其用于先进的天线和电磁波操纵系统的潜力.