調控電磁波反射特性的相位梯度超表面設計及其性能研究.pdf

1、設計新型相位梯度超表面，探索基本單元、超單元、相位梯度超表面與電磁波的相互作用，完善其對反射波調控的理論計算體系和分析方法，同時制作相應實物進行實驗驗證，對光電子器件的小型化，多功能化，及微波吸收材料的發(fā)展具有重要意義。本論文基于以上熱點，提出了一系相位梯度超表面的設計方案。通過理論預測，基本確定相位梯度超表面反射特性，進而采用仿真模擬、實驗等方法進一步研究相位梯度超表面性能。主要工作及創(chuàng)新成果如下：
　?。?）基于十字型結構，構

2、建了異常反射型相位梯度超表面，實現對入射電磁波的異常反射。首先通過廣義斯涅爾定律對所要求的相位差及超單元結構尺寸進行初步理論設計。其次通過有限元仿真，對所涉問題求解數值解，優(yōu)選出符合條件的基本單元，將基本單元組合為超單元，進行仿真驗證。最后，通過實驗進行進一步驗證。數值仿真和實驗結果均表明，設計的相位梯度超表面在3.3 GHz將垂直入射電磁波異常反射至55°方向，使相位梯度超表面的反射率大大降低，實現了從材料角度達到結構隱身的目的。

3、r>　?。?）基于改進型開口十字結構，構建了表明等等離子激元激發(fā)型相位梯度超表面，首先，基于費馬原理，進一步研究了廣義斯涅爾定律，在此基礎上，理論設計了10 GHz表面等離子激元激發(fā)型相位梯度超表面。其次，通過有限元仿真，優(yōu)化設計出基本單元，將基本單元進行優(yōu)化組合為超單元，周期陣列超單元得到相位梯度超表面，進行仿真計算，觀察反射波的電場與能流分布。最后，通過反射率實驗及雷達反射截面積（RCS）實驗進一步驗證設計相位梯度超表面的表面等離子