超宽带雷达截面(RCS)缩减在军事和民用领域中具有重要的应用价值，尤其是在隐身技术中。本文讨论了多元素超颖表面优化设计以降低微带天线阵列的超宽带RCS，同时保持其辐射特性。此处的“多元素超颖表面”指的是一个具有多个单元格的表面结构，这些单元格的尺寸、形状和排布经过精确设计，能够控制电磁波的传播特性。
文章中提到了一种基于单元格尺寸调整的物理机制，这种机制能够实现对电磁波的超宽带操作。为了达到理想的RCS性能，作者通过一种混合优化算法对基本单元格的选择进行了优化。实验结果表明，所提出的微带天线阵列(MAA)在6.2到27.3 GHz的超宽频率范围内对x向和y向正入射具有显著的RCS缩减能力。同时，MAA的辐射特性得到了良好的保持。
文中还介绍了仿真和测量结果显示，利用优化后的多元素超颖表面，微带天线阵列在指定的超宽带频率范围内实现了RCS的显著缩减，这不仅有利于减少被敌方雷达探测到的可能性，而且还能保持天线阵列的信号发送和接收功能。
为了满足仿真中采用的周期性边界条件，文中说明了每个晶格都被6×6个相同的单元格占据。在正入射的情况下，一维(1D)超颖表面的单站RCS不会受到晶格排列的影响。为了简化设计，首先设计了一个1D超颖表面，然后将其分布在MAA周围。文中还讨论了为了得到最佳的RCS缩减性能，如何利用混合阵列模式合成和粒子群优化算法获得八个最优尺寸参数。
在天线与超颖表面的设计中，每个晶格单元格的尺寸参数可以根据实际应用需求进行调整，以便在不损失天线辐射特性的情况下达到最优的隐身效果。作者提出了一种新的物理机制，通过调整基本单元的多个尺寸来操控电磁波，这一机制可以用于超宽带雷达截面的缩减。
在实际应用中，微带天线阵列由于其小型化、平面化、易于批量生产和成本低廉的特点，在通信、雷达、遥感等领域有广泛的应用。通过在微带天线阵列上加载超颖表面，不仅可以实现超宽带雷达截面的缩减，而且对于提高天线阵列的隐身性能也具有重要意义。
从工程实践角度来看，这样的设计工作通常需要跨学科的知识和技能，包括电磁理论、材料科学、微波工程以及计算电磁学等。通过对微带天线阵列结构和超颖表面单元格的设计优化，可以有效控制天线阵列的电磁散射特性，从而达到隐身和低可探测性的目的。
文章中提到的1D超颖表面结构由八个晶格组成，每个晶格单元格的尺寸都可以调整。利用这种结构，可以在宽频带范围内实现平坦的散射特性，进一步减少目标的可探测性。通过混合阵列模式合成和粒子群优化算法来获得八个最佳尺寸参数，保证了超颖表面的最佳隐身效果。
总而言之，通过精心设计和优化多元素超颖表面，不仅可以显著降低微带天线阵列的超宽带RCS，而且还能保持天线阵列的辐射性能，这对于未来天线隐身技术的发展具有重要的推动作用。
