用于减少RCS的二维编码相位梯度超表面

本文介绍了一种用于雷达截面积（Radar Cross Section, RCS）降低的二维编码相位梯度超表面（Coding Phase Gradient Metasurface, CPGM）。RCS是衡量目标反射雷达波能力的指标，该指标越低，目标对雷达的隐身性能就越好。通过调整和控制电磁波的散射特性，可以显著降低目标的RCS。本文提出的方法通过在二维超表面上设计特定的相位梯度来实现对散射特性的操控。 文中所述的二维超表面利用了二维相位梯度超单元作为编码元素。每个编码元素的初级图案将会受到特定设计的二维相位梯度的调制。通过2D相位梯度和编码序列的共同作用，实现了更为灵活的散射操控方法。在文章中，研究者分析了在相位梯度和编码序列调制下的二维CPGM的特定散射模式。同时，通过控制实现可控的后向散射，这一效果在隐身技术中是十分重要的。 文章中提及的“二维编码”指的是在二维超表面上利用不同的编码序列来形成特定的电磁散射特性，以此来调控电磁波的反射和传输方向。而“相位梯度”指的是在超表面中，通过引入连续变化的相位差，使电磁波在不同位置上具有不同的相位变化，进而能够对电磁波的传播方向进行操控。 论文中引用了其他相关研究，如实现宽带偏振无关异常反射的无色散相位梯度超表面，具有光学透明性的灵活和偏振可控制散射超表面，以及基于伪表面等离子体激元色散调制的各向异性透射编码超材料等。这些研究与本文研究的内容有相似之处，都关注于通过超材料的特殊设计来操控电磁波的行为。 研究者们来自中国人民解放军空军工程大学和西安电子科技大学，这表明了中国在超材料领域的研究实力。空军工程大学的Maochang Feng、Yajuan Han、Jiafu Wang、Hongya Chen、Sui Sai以及Shaobo Qu，和西安电子科技大学的Yongfeng Li、Qiqi Zheng、Jieqiu Zhang、Hua Ma等人共同参与了这篇论文的撰写。这些作者的多学科背景，涵盖了材料科学、电子工程、光学工程等领域，也为这一前沿研究提供了强有力的支持。 本篇研究论文的发表日期为2018年8月10日，经过了多次修订和完善，最终被接受和发表。论文得到了2018年IOP出版有限公司的版权保护。 在超材料领域，通过设计表面结构来实现对电磁波的精确操控一直是研究的热点。相比传统的吸波材料，超材料不仅能够控制电磁波的反射和传输，还能在特定的频段内实现对电磁波的操控，具有传统材料无法比拟的优势。这种二维编码相位梯度超表面的研究和应用，预计将在隐身技术、电磁干扰抑制、无线通信等领域发挥重要作用。