编码超表面实现太赫兹雷达散射截面显著缩减
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更新于2024-08-30
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本文研究了利用编码超表面技术来减少太赫兹频率(Terahertz, THz)宽带雷达横截面的方法。编码超表面是一种特殊的电磁超结构,它通过精细设计的单元结构,如在"0"和"1"编码的基本单元之间引入相位差,能够在宽频段内提供接近180度的反射相位变化。这种非周期性的排列方式使得入射的电磁波被散射并扩散,从而显著降低雷达回波,即减小了雷达散射截面(Radar Cross Section, RCS)。
研究团队设计了一种柔性且非定向散射的1比特编码超表面,它在太赫兹频率1.0至1.4 THz的范围内,镜像反射率低于-10分贝,相比同样尺寸的金属板,可以实现至少10分贝以上的RCS减小,最大减小量甚至可以达到19分贝。这一特性对于军事雷达隐身、高分辨率成像以及宽带通信等领域具有重大价值。当编码超表面被弯曲到直径为4毫米的金属圆柱表面上时,尽管存在一定的影响,但雷达散射截面的减小依然保持在0.9至1.2 THz的宽频带上,显示出了良好的宽频带减缩性能。
编码超表面的设计和实现依赖于先进的光学和电磁学原理,它遵循能量守恒原则,并通过控制电磁波的传播路径来调控太赫兹波的行为。在太赫兹波的应用中,例如高精度成像和通信系统,一个关键的技术挑战是确保信号的稳定性和功能性,而编码超表面作为一种新型的调控手段,有助于解决这一问题。
文章指出,要实现雷达隐身,关键是降低目标的回波信号强度,而编码超表面通过减少RCS来达到这个目的。PACS分类涵盖了光学、电磁学、固态物理以及光电子学等多个领域,表明了这项研究的重要性。该研究成果发表在《物理学报》上,具有较高的学术影响力,并被赋予了DOI标识,便于后续学者追踪引用。
总结来说,编码超表面为太赫兹波领域的多功能器件开发提供了新的可能,有望在军事、科研和工业应用中发挥重要作用,尤其是在雷达隐身、通信和成像技术的未来发展中。
2023-01-10 上传
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