申请/专利权人：电子科技大学

申请日：2022-07-22

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN115411528B

主分类号：H01Q15/00

分类号：H01Q15/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2022.12.16#实质审查的生效;2022.11.29#公开

摘要：本发明属于电子材料技术领域，涉及一种基于OAM的低RCS超表面结构设计方法。本发明基于人工电磁超表面，利用其特殊的电磁性能，设计覆盖2π相位的基本单元结构，改变电磁波的波前相位，构成形成涡旋波的电磁结构超表面。并通过超表面引入产生涡旋波束所需的相位补偿，使得反射后的涡旋波束具有“中心空洞”零辐射的特征，这一典型特征由涡旋波的相位奇点所引起，从而反射波中心的电场幅值为零，利用这一特征，以极大的减小超表面的RCS，在微波领域具有广阔的发展前景。

主权项：1.一种基于OAM的低RCS超表面结构设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、设计出具有全反射特性、且反射相位覆盖0～2π的基本单元；所述基本单元的平面形状是边长为p的正方形，从下至上依次包括层叠的底部金属层、中间介质层和顶部金属图案层；基本单元的底部金属层和中间介质层具有相同的物理尺寸，顶部的金属图案层为正方形贴片居中堆叠至中间介质层上，基本单元的外沿与正方形贴片的外沿构成一个方环；通过以顶部金属图案层的正方形边长尺寸为变量进行优化，构成M种基本单元来实现产生轨道角动量OAM所需的相位范围；基本单元根据产生涡旋波对基本单元结构的幅值和相位要求，选择M种，M≥4，使其能满足幅值大于等于0.8，且能实现360°的相差；所述底部金属层和顶部的金属图案层的金属均由反射率≥90％的金属材料构成，中间介质层由介电常数2.2-4.3的损耗材料构成；步骤2、根据步骤1确定的M种实现涡旋波的基本单元，以整个超表面的中心点为原点均分为M个区域；并将整体超表面的平面结构划分为m×n个以矩阵方式排布的基本单元，m≥15，n≥15；根据自由空间的亥姆霍兹方程推导出沿电磁波传输方向传播的涡旋波的电场表达式，其中涡旋波束的相位作为超表面的输出相位，入射平面波场源作为超表面的输入相位，进而得到超表面每个基本单元所需要的补偿相位为： 其中l为轨道角动量模式数，取值为整数，φmn是超表面第m行第n列基本单元的补偿相位；x和y是以超表面的中心为原点构建坐标轴，对应每个基本单元的横纵坐标；步骤3、根据补偿相位公式在MATLAB中进行程序设计，建立所设计的M种基本单元的相位和补偿相位之间的关联，并最终得到m×n个基本单元的位置关系，从而对所有的基本单元进行排布，即得到基于OAM的低RCS超表面结构。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 电子科技大学 一种基于OAM的低RCS超表面结构设计方法

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