超材料表面实现透波隐身的机理及实验研究

Transmission stealth technology is a newly-emerging stealth techonology, which is of great application values in military domain. Dealing with the design and realization of low-band transmission stealth, this project proposes a new way of realizing transmission stealth by using the high-efficiency couplings between unit cells of meta-surfaces. With this aim in mind, we will carry out in-depth investigations into the electromagnetic transmission principles, illustrate the coupling and hybridization effects between metasurface unit cells, analyze the physical mechanism and technical route of meta-surface design. Physical analysis model will be established to obtain the influecnes of unit cell geometrical parameters, material parameters, substrate loss, coupling layer thickness, etc. By combining the electromagnetic theory and dielectric theory and considering the inter-cell coulings, physical mechanism of transmission stealth will be investigated profoundly and comprehensively. Finally, the physical mechanism and design method of realizing transmission stealth by meta-surfaces will be investigated. Test samples will be fabricated to verify the meta-surface transmission stealth. This project will open an new route to low-band transmission stealth. The investigation results will be promising in solving the thickness and bandwidth problems in low-band transmission stealth.

透波隐身是一种新型隐身技术，在军事上具有重要的应用价值。针对微波低频段透波隐身的设计与实现这一问题，提出了利用超材料表面单元之间的高效耦合实现透波隐身的思想。围绕这一主题，研究超材料表面的电磁传输机理，阐明超材料表面单元之间的耦合、杂化效应，分析超材料表面设计的物理机制和技术路线，建立理论分析模型，得到单元结构参数、材料参数、基板损耗、耦合层厚度等对传输性能的影响；研究透波隐身的深层物理机制，采用电磁波理论与电介质理论相结合的方法，考虑单元之间耦合，从整体上全面研究透波隐身；最后研究采用超材料表面实现透波隐身的物理机制及设计方法，并加工制作原理器件进行测试，验证超表面透波隐身机理。本项目将为微波低频段透波隐身技术开辟新途径，研究成果可望解决低频段透波隐身的厚度及带宽问题。

透波隐身是一种新型隐身技术，在军事上具有重要的应用价值。针对微波低频段透波隐身的设计与实现这一问题，提出了利用超材料表面单元之间的高效耦合实现透波隐身的思想。围绕这一主题，阐明了超材料表面的电磁传输机理，超材料表面单元之间的耦合、杂化效应。研究了电磁超材料表面的理论和设计方法，利用等效电路分析方法研究了基于电/磁谐振的反射相位调控机理，提出并验证了一种基于低Q谐振的宽带反射型相位梯度超表面。理论分析了基于PB相位调控的宽带、反射型非色散圆极化相位梯度超表面理论和设计方法。利用“N”型金属结构单元分别设计实现了宽带异常反射圆极化相位超表面和宽带圆极化波反射聚焦超表面。研究了基于超表面的人工表面等离激元耦合器的设计理论和方法。基于透射型线极化转换单元结构设计实现了一种超宽带人工表面等离激元耦合器，利用金属贴片阵列实现了耦合人工表面等离激元的长程传播。研究了超材料表面透波隐身技术理论和实现方法。提出并验证了基于微波网络模型的电磁波透明套设计理论和方法，设计了单频带、多频带互连贴片电磁波透波隐身套层。提出了基于超表面平面透镜的单向隐身套，可实现电大尺寸目标的单向透波隐身。通过设计制备一维超表面平面透镜实验验证了这一思想。本项目将为微波低频段透波隐身技术开辟新途径，研究成果可望解决低频段透波隐身的厚度及带宽问题。