摘要：电磁超表面能够利用散射调控和电磁波吸收2种主要机理进行隐身是隐身技术中一种极具潜力的新型技术途径。对电磁超表面在隐身技术中的应用与研究进展进行综述,首先介绍了超表面散射调控机理进行隐身设计的基本原理与实现方法,介绍了相位梯度超表面、编码超表面和超表面隐身套的发展历程和研究成果;其次介绍了基于吸波机理的超表面隐身技术研究进展,包括完美吸波结构、多频带吸波结构、宽频带吸波结构、宽角域吸波结构;再次介绍了超表面雷达隐身与其他功能的复合设计研究,包括超表面隐身强度复合设计、超表面吸波透波散射一体化、雷达红外兼容隐身等内容;最后总结了一些超表面在隐身技术应用中存在的问题和未来的研究方向。

摘要：微波无线能量传输作为一种远距离能量传输技术受到广泛关注,但是电场随着距离增加会快速衰减。为了减缓电场衰减趋势,提高接收端功率,文章推导出了用于产生无衍射波束的相位计算表达式。另外,设计了一款相位覆盖360°,传输系数优于-3dB的相位控制单元,并利用该单元设计了一个口径为500mm的超表面。仿真和实测数据显示,在加载电磁超表面后,电场明显增强,能量更加集中。微波无线传输实验结果表明,在发射总功率为36dBm时,相较于无电磁超表面情况下,接收端接收的能量最大可以提升9倍之多,证明了设计出的电磁超表面助于提高微波传能系统的传输效率。

摘要：针对电磁波束调控和电磁隐身问题,本文设计了一种在圆形贴片上开口十字缝隙形式的反射型相位梯度超表面,通过对单元尺寸的调节实现了差异的反射相位覆盖,该系列超表面作用于X波段,按照线性、等相位差形式排布超表面单元能够将反射波最大散射方向偏转至关注角域以外,且通过对相位梯度数值的人为设计,能够精确控制最大散射方向,降低单站后向散射的同时兼顾了降低关注角域内的双站散射,具备针对单站雷达截面积(RCS)减缩、双站RCS散射方向调控的能力,且单元结构采用对称设计方式,具有极化不敏感的特性,基于此相位梯度超表面设计了一维、二维相位梯度超表面阵列结构,一维阵列结构的频带内单站RCS峰值减缩了41.13dB,均值缩减了8.7dB,面内最大散射方向偏转了16.5°;二维阵列结构的频带内单站RCS峰值减缩了16.29dB,均值减缩了9.04dB,最大散射方向发生了俯仰23°、方位135°偏转,均具备较好的单站和双站雷达隐身效果。

摘要：电磁超表面由于其独特的电磁特性为调控电磁波提供了有力工具,合适地设计成编码、随机、相位不连续、完美吸收器等超表面,就能够控制电磁波的散射以及反射特性,实现雷达散射截面的缩减。本文综述了不同的电磁超表面利用漫反射或者吸收等特性实现在微波和太赫兹波段雷达散射截面缩减中的应用。分析表明,编码超表面由不同的数字单元组成,其反射相位差在很宽的频段范围内满足恒定的关系,设计特殊的单元序列使入射的电磁波产生非定向散射,更高bit编码超表面更容易灵活调控电磁波;随机超表面通过调节阵元的尺寸实现宽带移相从而将金属目标特征性强的反射峰打散成一个无规律、杂乱的波,产生漫反射;不连续超表面由于相位不连续可使电磁波发生漫反射或者异常反射;吸收器通过合理设计结构尺寸实现吸收电磁波能量来减小反射。因此电磁超表面在雷达隐身、宽带通讯、成像等方面具有重要的应用前景。最后对电磁超表面在雷达散射截面缩减中应用的发展趋势进行了初步探讨,未来将向着宽带、柔性、大角度等方面发展。

摘要：可重构电磁超表面是电磁超表面领域广受关注的热点方向。将可控器件/材料引入超表面设计,可重构超表面的电磁调控性能可以实时灵活动态控制。这极大丰富了超表面的功能,有力推动了超表面由理论设计向工程应用突破。近年来该团队持续关注电磁超表面的最新发展,围绕微波频段的可重构超表面,从理论、技术与应用3个层面开展探索研究。该文首先梳理了国内外在该领域的研究历程,然后从可重构超表面对电磁波的幅度、相位和极化特性调控及其应用等方面着手,综述了该团队在该领域的研究成果,并给出对未来工作的展望。

摘要：基于极化结构分离的方法,提出了一种新型双极化宽带解耦超表面单元,2种极化的单元可在25~35 GHz实现相位独立连续调控特性。基于此设计了工作在Ka波段偏馈线极化转圆极化反射阵列天线,测试结果表明,阵列可工作在27~34 GHz,最大增益与口径效率分别为30.7 dBic和46.91%,3 dB轴比带宽为23.47%。该双极化解耦反射超表面单元结构简单、工作带宽较宽、口径效率高且副瓣电平在-22 dB以下,在低成本超表面反射阵列的应用中具有极大潜力。提出的双极化解耦方法在目前低成本超表面应用中具有一定的指导价值。

摘要：针对光纤中多个模式的选择性激发问题,提出利用介质超表面实现光纤多模的频率选择性激发方案.将超表面结构分为四个象限区,对前三象限超表面结构采用便利搜索法设计,对第四象限结构采用深度学习方法进行反向设计,实现了频率控制两个模式的模分复用.该方案为实现光纤多模复用提供了一种新的思路,且选择性激发的模式个数具有可拓展性;在通信领域具有潜在的应用前景.

摘要：基于1/2折叠反射超表面的原理,进一步研究了1/n的折叠反射超表面设计方法和性能优化步骤,目标是设计一种可以兼顾阵列效率和剖面高度的圆极化阵列。折叠阵列架构采用1层极化反射单元,1层圆极化透射层和圆极化馈源。研究了一种右旋圆极化超表面单元,仿真结果表明,在25~35 GHz,该单元具有良好的极化选择特性。设计了一种转极化反射单元,仿真结果显示在25~35 GHz,该单元具有良好的转极化特性。提出并研究了1/n的折叠超反射表面的相位计算方法,通过仿真对天线阵列性能进行优化。为了验证提出的方法,对一款剖面高度比阵列口径为0.287的31×31圆极化折叠阵列进行了仿真和测试,测试结果与仿真结果较为一致。测试结果表明,设计的圆极化折叠阵列具有36.1%的口径效率,3.6%的1 dB增益带宽,11.4%的3 dB增益带宽和16.6%的3 dB轴比带宽。提出的方法很好地平衡了天线效率与天线剖面,为高性能折叠阵列设计提供了一种新的研究思路。

摘要：研究基于电磁超表面的太赫兹波束极化调控技术,即采用金属-介质-金属的三层结构设计了一种反射式太赫兹波90º线极化转换器,并分别采用数值仿真和实验测试方法表征其极化转换特性。结果表明,该反射式超表面可以在工作频率(0.5 THz)达到高效的线极化转换(高于75%),且具有宽带特性(在0.35~0.65 THz极化转换效率超过50%)。此外,采用的超薄玻璃介质衬底使得超表面极化转换器具有厚度小、质量轻和耐热性好等优异的综合性能。

摘要：该文介绍了一种具有部分极化转换与部分反射功能的超表面结构,并将其应用到具有宽带高增益性能的圆极化法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)谐振腔天线设计中。所设计的超表面在反射地板存在时能够表现出反射型部分极化转换功能从而用于F-P天线的圆极化源设计,而当反射地板被移除时其具有部分反射功能因而能够作为F-P天线的部分反射表面。通过在部分极化转换表面上方放置矩形贴片并加载寄生贴片与部分反射表面,辐射源贴片的线极化辐射能够被转变为高增益圆极化辐射,并且天线的阻抗带宽与轴比带宽均得到加强。所设计的天线经过仿真、加工与测试,测试结果表明其阻抗与轴比带宽分别为6.8~8.4 GHz(21.3%)和6.8~8.3 GHz(19.9%),峰值增益达10.5 dBi。