一种加载可调超表面的柱型龙伯透镜反射装置

本申请涉及电磁场与微波，特别是涉及一种加载可调超表面的柱型龙伯透镜反射装置。

背景技术：

1、组网式雷达是将多个单站雷达组合在一起，形成一个网络，通过网络中的数据共享和协同处理，实现对目标的高效探测和跟踪。

2、而雷达散射截面(radar cross section,rcs)反映了目标对照射电磁波的散射能力，是评价目标隐身性能的重要参数，其大小直接决定了目标被探测可能性。

3、现有技术中，传统的平面超表面由于角度敏感性以及镜面反射效应，当照射雷达波以超过一定角度斜入射时，平面超表面的散射场调控能力就会急剧恶化，且回射rcs强度非常小，目标模拟能力有限。当面对组网式雷达的探测，雷达干扰能力会面临失效。虽然，有研究采用梯度相位编码提高斜入射时回射波rcs强度，但是前提是要提前获取来波的入射方向，实际应用价值相当有限。

4、龙伯透镜反射器对任意极化来波具备很好的宽带宽角回射能力，因此渐渐受到人们的青睐。然而，其实现的rcs回射增强往往是静态的，无法动态调控。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种加载可调超表面的柱型龙伯透镜反射装置，解决了当入射波以大角度斜入射至平面超表面时回射rcs强度较小的问题，还能够在增大回射rcs的同时实现对强度的动态控制，能够对任意极化来波进行宽带宽角回射，且实现的rcs回射增强能够动态调控。

2、一种加载可调超表面的柱型龙伯透镜反射装置，包括：龙伯透镜、超表面以及控制板；

3、所述龙伯透镜为圆柱形结构，所述超表面设在所述圆柱形结构的侧面上，且所述控制板与所述超表面相连；

4、所述控制板调控所述超表面上压控电阻的电压，以控制反射电磁波的雷达散射截面。

5、在一个实施例中，还包括：两个圆形的辅助板；

6、两个辅助板分别覆盖所述圆柱形结构的两个底面，以形成充电平行金属波导。

7、在一个实施例中，所述龙伯透镜包括：n个介质层，n为自然数且n≥3；

8、介质层的相对介电常数从内到外依次减小，且满足：

9、ei＝2-(ri/r)2

10、式中，ei为第i个介质层的相对介电常数，ri为第i个介质层与龙伯透镜中心轴的水平距离，r为龙伯透镜的底面半径。

11、在一个实施例中，设在龙伯透镜中央的介质层为圆柱形结构，其他介质层为圆环状结构，且圆环状结构的介质层依次逐层套设在圆柱形结构的介质层的外侧。

12、在一个实施例中，所述龙伯透镜的离散分层方法包括：等厚度分层法、等介电常数分层法或最大最小优化分层方法。

13、在一个实施例中，所述超表面包括：多个呈矩形阵列分布的超表面单元；

14、所述超表面的宽度不大于所述圆柱形结构的底面周长的一半，所述超表面的高度不大于所述圆柱形结构的高。

15、在一个实施例中，所述超表面单元采用可调吸波型反射单元。

16、在一个实施例中，所述超表面单元包括：辐射贴片、压控电阻、介质层以及地板层；

17、所述辐射贴片的数量为两个，且两个辐射贴片对称设在所述压控电阻的两侧；

18、所述辐射贴片以及所述压控电阻均设在所述介质层的顶部，且所述地板层设在所述介质层的底部。

19、在一个实施例中，所述辐射贴片包括：呈矩形结构的第一部分以及呈梯形结构的第二部分；

20、所述矩形结构的一个长边与所述梯形结构的下底重合，所述矩形结构的另一个长边与超表面单元的边长平行，所述梯形结构的上底与所述压控电阻相连。

21、在一个实施例中，同一行的超表面单元之间串联连接，不同行的超表面之间并联连接。

22、上述一种加载可调超表面的柱型龙伯透镜反射装置，控制板将预设的输出电压输入到可调超表面内部的压控电阻上，通过控制板动态调控输出到压控电阻上的电压大小，有效解决rcs动态控制的难题，实现对方位维宽角回射rcs的动态控制，能够动态地模拟真实目标rcs来干扰雷达探测，当位置来波方向的入射电磁波水平照射到反射装置的侧面上时，电磁波会按照原路径回射回去，且回射rcs强度可以动态控制，具备宽角域、宽频带、自回溯、低成本以及动态调控的特性，既可充当雷达干扰情形下的假目标，同时也适用于各类对宽角、宽带回射rcs控制的场合。

技术特征：

1.一种加载可调超表面的柱型龙伯透镜反射装置，其特征在于，包括：龙伯透镜、超表面以及控制板；

2.根据权利要求1所述的一种加载可调超表面的柱型龙伯透镜反射装置，其特征在于，还包括：两个圆形的辅助板；

3.根据权利要求1或2所述的一种加载可调超表面的柱型龙伯透镜反射装置，其特征在于，所述龙伯透镜包括：n个介质层，n为自然数且n≥3；

4.根据权利要求3所述的一种加载可调超表面的柱型龙伯透镜反射装置，其特征在于，设在龙伯透镜中央的介质层为圆柱形结构，其他介质层为圆环状结构，且圆环状结构的介质层依次逐层套设在圆柱形结构的介质层的外侧。

5.根据权利要求4所述的一种加载可调超表面的柱型龙伯透镜反射装置，其特征在于，所述龙伯透镜的离散分层方法包括：等厚度分层法、等介电常数分层法或最大最小优化分层方法。

6.根据权利要求1或2所述的一种加载可调超表面的柱型龙伯透镜反射装置，其特征在于，所述超表面包括：多个呈矩形阵列分布的超表面单元；

7.根据权利要求6所述的一种加载可调超表面的柱型龙伯透镜反射装置，其特征在于，所述超表面单元采用可调吸波型反射单元。

8.根据权利要求7所述的一种加载可调超表面的柱型龙伯透镜反射装置，其特征在于，所述超表面单元包括：辐射贴片、压控电阻、介质层以及地板层；

9.根据权利要求8所述的一种加载可调超表面的柱型龙伯透镜反射装置，其特征在于，所述辐射贴片包括：呈矩形结构的第一部分以及呈梯形结构的第二部分；

10.根据权利要求9所述的一种加载可调超表面的柱型龙伯透镜反射装置，其特征在于，同一行的超表面单元之间串联连接，不同行的超表面之间并联连接。

技术总结本申请属于电磁场与微波技术领域，涉及一种加载可调超表面的柱型龙伯透镜反射装置，包括：龙伯透镜、超表面以及控制板；所述龙伯透镜为圆柱形结构，所述超表面设在所述圆柱形结构的侧面上，且所述控制板与所述超表面相连；所述控制板调控所述超表面上压控电阻的电压，以控制反射电磁波的雷达散射截面；还包括：两个圆形的辅助板；两个辅助板分别覆盖所述圆柱形结构的两个底面，以形成充电平行金属波导。采用本申请能够对任意极化来波进行宽带宽角回射，且实现的RCS回射增强能够动态调控。技术研发人员：关东方,徐汉涛,杨章飙,雍少为,刘永祥受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学技术研发日：20240130技术公布日：2024/9/19