本申請涉及電磁場與微波，特別是涉及一種加載可調(diào)超表面的柱型龍伯透鏡反射裝置。

背景技術(shù)：

1、組網(wǎng)式雷達(dá)是將多個單站雷達(dá)組合在一起，形成一個網(wǎng)絡(luò)，通過網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)共享和協(xié)同處理，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的高效探測和跟蹤。

2、而雷達(dá)散射截面(radar?cross?section,rcs)反映了目標(biāo)對照射電磁波的散射能力，是評價目標(biāo)隱身性能的重要參數(shù)，其大小直接決定了目標(biāo)被探測可能性。

3、現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的平面超表面由于角度敏感性以及鏡面反射效應(yīng)，當(dāng)照射雷達(dá)波以超過一定角度斜入射時，平面超表面的散射場調(diào)控能力就會急劇惡化，且回射rcs強(qiáng)度非常小，目標(biāo)模擬能力有限。當(dāng)面對組網(wǎng)式雷達(dá)的探測，雷達(dá)干擾能力會面臨失效。雖然，有研究采用梯度相位編碼提高斜入射時回射波rcs強(qiáng)度，但是前提是要提前獲取來波的入射方向，實(shí)際應(yīng)用價值相當(dāng)有限。

4、龍伯透鏡反射器對任意極化來波具備很好的寬帶寬角回射能力，因此漸漸受到人們的青睞。然而，其實(shí)現(xiàn)的rcs回射增強(qiáng)往往是靜態(tài)的，無法動態(tài)調(diào)控。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對上述技術(shù)問題，提供一種加載可調(diào)超表面的柱型龍伯透鏡反射裝置，解決了當(dāng)入射波以大角度斜入射至平面超表面時回射rcs強(qiáng)度較小的問題，還能夠在增大回射rcs的同時實(shí)現(xiàn)對強(qiáng)度的動態(tài)控制，能夠?qū)θ我鈽O化來波進(jìn)行寬帶寬角回射，且實(shí)現(xiàn)的rcs回射增強(qiáng)能夠動態(tài)調(diào)控。

2、一種加載可調(diào)超表面的柱型龍伯透鏡反射裝置，包括：龍伯透鏡、超表面以及控制板；

3、所述龍伯透鏡為圓柱形結(jié)構(gòu)，所述超表面設(shè)在所述圓柱形結(jié)構(gòu)的側(cè)面上，且所述控制板與所述超表面相連；

4、所述控制板調(diào)控所述超表面上壓控電阻的電壓，以控制反射電磁波的雷達(dá)散射截面。

5、在一個實(shí)施例中，還包括：兩個圓形的輔助板；

6、兩個輔助板分別覆蓋所述圓柱形結(jié)構(gòu)的兩個底面，以形成充電平行金屬波導(dǎo)。

7、在一個實(shí)施例中，所述龍伯透鏡包括：n個介質(zhì)層，n為自然數(shù)且n≥3；

8、介質(zhì)層的相對介電常數(shù)從內(nèi)到外依次減小，且滿足：

9、ei＝2-(ri/r)2

10、式中，ei為第i個介質(zhì)層的相對介電常數(shù)，ri為第i個介質(zhì)層與龍伯透鏡中心軸的水平距離，r為龍伯透鏡的底面半徑。

11、在一個實(shí)施例中，設(shè)在龍伯透鏡中央的介質(zhì)層為圓柱形結(jié)構(gòu)，其他介質(zhì)層為圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，且圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)的介質(zhì)層依次逐層套設(shè)在圓柱形結(jié)構(gòu)的介質(zhì)層的外側(cè)。

12、在一個實(shí)施例中，所述龍伯透鏡的離散分層方法包括：等厚度分層法、等介電常數(shù)分層法或最大最小優(yōu)化分層方法。

13、在一個實(shí)施例中，所述超表面包括：多個呈矩形陣列分布的超表面單元；

14、所述超表面的寬度不大于所述圓柱形結(jié)構(gòu)的底面周長的一半，所述超表面的高度不大于所述圓柱形結(jié)構(gòu)的高。

15、在一個實(shí)施例中，所述超表面單元采用可調(diào)吸波型反射單元。

16、在一個實(shí)施例中，所述超表面單元包括：輻射貼片、壓控電阻、介質(zhì)層以及地板層；

17、所述輻射貼片的數(shù)量為兩個，且兩個輻射貼片對稱設(shè)在所述壓控電阻的兩側(cè)；

18、所述輻射貼片以及所述壓控電阻均設(shè)在所述介質(zhì)層的頂部，且所述地板層設(shè)在所述介質(zhì)層的底部。

19、在一個實(shí)施例中，所述輻射貼片包括：呈矩形結(jié)構(gòu)的第一部分以及呈梯形結(jié)構(gòu)的第二部分；

20、所述矩形結(jié)構(gòu)的一個長邊與所述梯形結(jié)構(gòu)的下底重合，所述矩形結(jié)構(gòu)的另一個長邊與超表面單元的邊長平行，所述梯形結(jié)構(gòu)的上底與所述壓控電阻相連。

21、在一個實(shí)施例中，同一行的超表面單元之間串聯(lián)連接，不同行的超表面之間并聯(lián)連接。

22、上述一種加載可調(diào)超表面的柱型龍伯透鏡反射裝置，控制板將預(yù)設(shè)的輸出電壓輸入到可調(diào)超表面內(nèi)部的壓控電阻上，通過控制板動態(tài)調(diào)控輸出到壓控電阻上的電壓大小，有效解決rcs動態(tài)控制的難題，實(shí)現(xiàn)對方位維寬角回射rcs的動態(tài)控制，能夠動態(tài)地模擬真實(shí)目標(biāo)rcs來干擾雷達(dá)探測，當(dāng)位置來波方向的入射電磁波水平照射到反射裝置的側(cè)面上時，電磁波會按照原路徑回射回去，且回射rcs強(qiáng)度可以動態(tài)控制，具備寬角域、寬頻帶、自回溯、低成本以及動態(tài)調(diào)控的特性，既可充當(dāng)雷達(dá)干擾情形下的假目標(biāo)，同時也適用于各類對寬角、寬帶回射rcs控制的場合。

技術(shù)特征：

1.一種加載可調(diào)超表面的柱型龍伯透鏡反射裝置，其特征在于，包括：龍伯透鏡、超表面以及控制板；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加載可調(diào)超表面的柱型龍伯透鏡反射裝置，其特征在于，還包括：兩個圓形的輔助板；

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種加載可調(diào)超表面的柱型龍伯透鏡反射裝置，其特征在于，所述龍伯透鏡包括：n個介質(zhì)層，n為自然數(shù)且n≥3；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種加載可調(diào)超表面的柱型龍伯透鏡反射裝置，其特征在于，設(shè)在龍伯透鏡中央的介質(zhì)層為圓柱形結(jié)構(gòu)，其他介質(zhì)層為圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，且圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)的介質(zhì)層依次逐層套設(shè)在圓柱形結(jié)構(gòu)的介質(zhì)層的外側(cè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種加載可調(diào)超表面的柱型龍伯透鏡反射裝置，其特征在于，所述龍伯透鏡的離散分層方法包括：等厚度分層法、等介電常數(shù)分層法或最大最小優(yōu)化分層方法。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種加載可調(diào)超表面的柱型龍伯透鏡反射裝置，其特征在于，所述超表面包括：多個呈矩形陣列分布的超表面單元；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種加載可調(diào)超表面的柱型龍伯透鏡反射裝置，其特征在于，所述超表面單元采用可調(diào)吸波型反射單元。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種加載可調(diào)超表面的柱型龍伯透鏡反射裝置，其特征在于，所述超表面單元包括：輻射貼片、壓控電阻、介質(zhì)層以及地板層；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種加載可調(diào)超表面的柱型龍伯透鏡反射裝置，其特征在于，所述輻射貼片包括：呈矩形結(jié)構(gòu)的第一部分以及呈梯形結(jié)構(gòu)的第二部分；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種加載可調(diào)超表面的柱型龍伯透鏡反射裝置，其特征在于，同一行的超表面單元之間串聯(lián)連接，不同行的超表面之間并聯(lián)連接。

技術(shù)總結(jié)
本申請屬于電磁場與微波技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種加載可調(diào)超表面的柱型龍伯透鏡反射裝置，包括：龍伯透鏡、超表面以及控制板；所述龍伯透鏡為圓柱形結(jié)構(gòu)，所述超表面設(shè)在所述圓柱形結(jié)構(gòu)的側(cè)面上，且所述控制板與所述超表面相連；所述控制板調(diào)控所述超表面上壓控電阻的電壓，以控制反射電磁波的雷達(dá)散射截面；還包括：兩個圓形的輔助板；兩個輔助板分別覆蓋所述圓柱形結(jié)構(gòu)的兩個底面，以形成充電平行金屬波導(dǎo)。采用本申請能夠?qū)θ我鈽O化來波進(jìn)行寬帶寬角回射，且實(shí)現(xiàn)的RCS回射增強(qiáng)能夠動態(tài)調(diào)控。

技術(shù)研發(fā)人員：關(guān)東方,徐漢濤,楊章飆,雍少為,劉永祥
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國人民解放軍國防科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240130
技術(shù)公布日：2024/9/19