調(diào)控電磁波反射特性的相位梯度超表面設(shè)計及其性能研究.pdf

1、設(shè)計新型相位梯度超表面，探索基本單元、超單元、相位梯度超表面與電磁波的相互作用，完善其對反射波調(diào)控的理論計算體系和分析方法，同時制作相應(yīng)實物進(jìn)行實驗驗證，對光電子器件的小型化，多功能化，及微波吸收材料的發(fā)展具有重要意義。本論文基于以上熱點，提出了一系相位梯度超表面的設(shè)計方案。通過理論預(yù)測，基本確定相位梯度超表面反射特性，進(jìn)而采用仿真模擬、實驗等方法進(jìn)一步研究相位梯度超表面性能。主要工作及創(chuàng)新成果如下：
　　（1）基于十字型結(jié)構(gòu)，構(gòu)

2、建了異常反射型相位梯度超表面，實現(xiàn)對入射電磁波的異常反射。首先通過廣義斯涅爾定律對所要求的相位差及超單元結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行初步理論設(shè)計。其次通過有限元仿真，對所涉問題求解數(shù)值解，優(yōu)選出符合條件的基本單元，將基本單元組合為超單元，進(jìn)行仿真驗證。最后，通過實驗進(jìn)行進(jìn)一步驗證。數(shù)值仿真和實驗結(jié)果均表明，設(shè)計的相位梯度超表面在3.3 GHz將垂直入射電磁波異常反射至55°方向，使相位梯度超表面的反射率大大降低，實現(xiàn)了從材料角度達(dá)到結(jié)構(gòu)隱身的目的。

3、r>　?。?）基于改進(jìn)型開口十字結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了表明等等離子激元激發(fā)型相位梯度超表面，首先，基于費馬原理，進(jìn)一步研究了廣義斯涅爾定律，在此基礎(chǔ)上，理論設(shè)計了10 GHz表面等離子激元激發(fā)型相位梯度超表面。其次，通過有限元仿真，優(yōu)化設(shè)計出基本單元，將基本單元進(jìn)行優(yōu)化組合為超單元，周期陣列超單元得到相位梯度超表面，進(jìn)行仿真計算，觀察反射波的電場與能流分布。最后，通過反射率實驗及雷達(dá)反射截面積（RCS）實驗進(jìn)一步驗證設(shè)計相位梯度超表面的表面等離子