周梓萌 王俊杰 龐晨 郝國(guó)慶 馮德軍

（國(guó)防科技大學(xué)電子科學(xué)學(xué)院, 長(zhǎng)沙 410073）

0 引 言

角反射器是由金屬平板組合構(gòu)成的二面角或三面角結(jié)構(gòu)，因其對(duì)入射電磁波產(chǎn)生多次反射，在寬角域呈現(xiàn)較大的雷達(dá)散射截面積(radar cross section,RCS).作為常見(jiàn)的無(wú)源干擾設(shè)備，角反射器常被用于生成假目標(biāo)以隱真示假[1].但與此同時(shí)，高價(jià)值目標(biāo)中多個(gè)相交平面構(gòu)成的天然角反射結(jié)構(gòu)也提高了目標(biāo)被非合作雷達(dá)識(shí)別的概率，為我方高價(jià)值目標(biāo)的生存帶來(lái)了威脅[2-4].為解決這一問(wèn)題，常采用目標(biāo)特征變換以破壞雷達(dá)的識(shí)別效果，這一手段有效地提高了目標(biāo)的抗識(shí)別能力，同時(shí)也豐富了生成假目標(biāo)的種類(lèi).因此如何實(shí)現(xiàn)角反射器的散射特性動(dòng)態(tài)可調(diào)具有一定的研究意義.

角反射器的散射特性除了與入射波本身特性相關(guān)之外，主要受其結(jié)構(gòu)和材料特性影響.因此，早期關(guān)于角反射器的散射特性動(dòng)態(tài)可調(diào)多從其結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)可變?nèi)胧郑跈C(jī)械裝置的異型結(jié)構(gòu)角反射器應(yīng)運(yùn)而生.文獻(xiàn)[5]在2011 年提出了一種旋轉(zhuǎn)型角反射器的結(jié)構(gòu)，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)角反射器葉片旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)RCS 可變.文獻(xiàn)[6]在2013 年提出了另一種旋轉(zhuǎn)型角反射器結(jié)構(gòu)，同樣借助外界機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)了RCS動(dòng)態(tài)可變.以上散射特性動(dòng)態(tài)可調(diào)角反射器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)均依賴機(jī)械設(shè)備從而實(shí)現(xiàn)RCS 可變，實(shí)現(xiàn)了較好的調(diào)控效果.但此類(lèi)機(jī)械型動(dòng)態(tài)調(diào)控的響應(yīng)速度有待提升，其響應(yīng)延遲多為秒級(jí)或者亞秒級(jí)，實(shí)時(shí)調(diào)控性不足，使得實(shí)際應(yīng)用具有局限性，如何實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)的散射特性動(dòng)態(tài)可調(diào)仍有待研究.

新型人工電磁材料因其結(jié)構(gòu)單元小、特性可調(diào)控、可設(shè)計(jì)性等優(yōu)勢(shì)而受到廣泛關(guān)注，可以在不自主發(fā)射電磁波的前提下對(duì)雷達(dá)回波幅度、相位、頻域等參數(shù)實(shí)現(xiàn)精確調(diào)控[7-10].而這種調(diào)控能達(dá)到有源對(duì)抗才能達(dá)到的效果，如特征控制、圖像生成、逼真多假目標(biāo)等，同時(shí)又具備傳統(tǒng)無(wú)源對(duì)抗器件造價(jià)低、響應(yīng)速度快、不易暴露等特點(diǎn)[11-14].隨著電磁材料的發(fā)展，其調(diào)控速度可達(dá)微秒級(jí)甚至納秒級(jí)，相較于機(jī)械調(diào)控，響應(yīng)速度有數(shù)萬(wàn)倍的提升.其中有源頻率選擇表面(adaptive frequency selective surface, AFSS)是一類(lèi)常見(jiàn)的幅度調(diào)控材料.Smith 團(tuán)隊(duì)利用傳輸線模型研究了寬帶AFSS 結(jié)構(gòu)，為AFSS 吸波體的快速發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)[15].陳謙等基于傳輸線等效理論，設(shè)計(jì)了含有 AFSS 的三層可調(diào)復(fù)合吸波體，通過(guò)調(diào)節(jié)PIN 二極管陣列偏置電壓可以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)吸波體反射特性[16].考慮人工電磁材料對(duì)雷達(dá)回波信號(hào)的調(diào)控能力，利用人工電磁材料制作角反射器，能夠?qū)崿F(xiàn)角反射器反射特性的動(dòng)態(tài)調(diào)控，這為實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)的角反射器散射特性動(dòng)態(tài)可調(diào)提供了一種新的方案.文獻(xiàn)[17]驗(yàn)證了翼前后緣涂敷吸波材料可以有效地控制RCS.文獻(xiàn)[18]提出了一種基于電磁材料的RCS 增強(qiáng)器設(shè)計(jì)，利用電磁材料結(jié)構(gòu)代替金屬面構(gòu)成反射器，實(shí)現(xiàn)了更好效果的假目標(biāo)欺騙干擾.文獻(xiàn)[19]設(shè)計(jì)了一種加載超材料吸波體的新型三面角反射器，實(shí)現(xiàn)了角反射器散射特性動(dòng)態(tài)可調(diào)，能夠更加有效地對(duì)抗變頻雷達(dá)識(shí)別.

以上關(guān)于電磁材料角反射器的研究均基于靜態(tài)調(diào)控效果的電磁材料，未基于具有動(dòng)態(tài)調(diào)控效果的AFSS 材料，同時(shí)電磁材料角反射器的調(diào)控角域仍有待分析.結(jié)合AFSS 的動(dòng)態(tài)調(diào)控效果，本文對(duì)加載AFSS 的角反射器散射特性展開(kāi)了分析，利用仿真軟件 CST Microwave Studio 進(jìn)行計(jì)算，對(duì)加載電磁材料的角反射器的寬角域動(dòng)態(tài)可調(diào)效果進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)針對(duì)電磁調(diào)控角反射器設(shè)計(jì)步驟和電磁調(diào)控角反射器特點(diǎn)進(jìn)行概述.

1 AFSS 調(diào)控原理

1.1 AFSS 概述

AFSS 通常由金屬導(dǎo)體和介質(zhì)層交替排列而成，可在特定的頻率范圍內(nèi)選擇性地吸收、反射或透射電磁波.此外，AFSS 可以通過(guò)調(diào)節(jié)其結(jié)構(gòu)和物理參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波的頻率選擇，從而在不同頻段上實(shí)現(xiàn)不同的電磁性能.相較于FSS，AFSS 可通過(guò)對(duì)有源器件的控制，在一定頻率范圍內(nèi)對(duì)電磁波反射率進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)控且不主動(dòng)輻射電磁波.同時(shí)，由于其具有體積小、可靈活調(diào)控等優(yōu)點(diǎn)，可被用于調(diào)節(jié)天線的輻射模式、改變RCS、提高電磁波屏蔽效果等多種場(chǎng)景，在雷達(dá)隱身、無(wú)線通信、天線設(shè)計(jì)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用.

AFSS 多為有源阻抗層、介質(zhì)層、金屬底板構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)，如圖1 所示.入射波照射到材料表面時(shí)，部分電磁波通過(guò)表面阻抗層反射，另一部分電磁波透過(guò)阻抗層和介質(zhì)層，在底部金屬層反射，二者之間出現(xiàn)π 的相位差，從而相互抵消.多層結(jié)構(gòu)均有其對(duì)應(yīng)的功能：介質(zhì)層可以來(lái)支撐導(dǎo)電材料并調(diào)節(jié)電磁波的傳播速度和相位，以達(dá)到吸波的效果；有源阻抗層在電磁波作用下可以產(chǎn)生電流，從而將電磁波轉(zhuǎn)化為熱能或電能，使其被吸收.AFSS 單元的調(diào)控效果則由有源阻抗層中的可調(diào)阻抗元件實(shí)現(xiàn).

圖1 AFSS 常見(jiàn)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Common structural diagram of AFSS

1.2 AFSS 單元反射率計(jì)算

有源阻抗層的阻抗為

式中：Rs為不同偏置電流下的等效電阻值；Ls為等效電感；Cs為等效電容.

AFSS 的等效輸入阻抗為

式中：Z為介質(zhì)層的等效阻抗； β為介質(zhì)層的傳播系數(shù)；d為介質(zhì)層厚度.

AFSS 單元的反射系數(shù)為

2 “領(lǐng)結(jié)型”AFSS 單元特性

CST Microwave Studio 是一款用于電磁仿真的三維軟件，可以用于分析和設(shè)計(jì)電磁組件，模擬電磁場(chǎng)的傳播、反射、折射等，本文利用CST Microwave Studio 2020 進(jìn)行仿真計(jì)算.“領(lǐng)結(jié)型”結(jié)構(gòu)具有帶寬大、頻響特性可調(diào)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、吸波效果較好等優(yōu)勢(shì)，因此選擇該結(jié)構(gòu)進(jìn)行電控角反射器散射特性研究.首先計(jì)算“領(lǐng)結(jié)型”AFSS 單元的反射率.“領(lǐng)結(jié)型”AFSS 單元結(jié)構(gòu)及坐標(biāo)系設(shè)置如圖2 所示，其單元主視圖如圖3 所示，圖中的單元結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)參數(shù)如表1 所示.

表1 AFSS 單元結(jié)構(gòu)參數(shù)Tab.1 Parameters of AFSS unitmm

圖2 “領(lǐng)結(jié)型”AFSS 單元結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Diagram of AFSS unit structure

圖3 “領(lǐng)結(jié)型”AFSS 單元主視圖Fig.3 Main view of AFSS unit

在AFSS 單元之間添加電阻以模擬PIN 二極管在不同偏置電流下的電阻變化，設(shè)定PIN 二極管阻值變化范圍為20～1 000 Ω，入射頻率為5 ～ 15 GHz.利用 CST Microwave Studio 的Floquet 端口模式可以對(duì)Zmax 和Zmin 兩個(gè)端口的電磁波傳播模式(極化方式)進(jìn)行設(shè)置，每個(gè)端口均包含兩種模式，即水平極化和垂直極化.在設(shè)置好端口模式后，利用頻域求解器即可計(jì)算不同極化條件下單元的傳輸特性.由于單元結(jié)構(gòu)本身的對(duì)稱性及有源器件中的電流方向，該材料為一種單極化調(diào)控材料，即只有在垂直極化下具有調(diào)控效果，圖4 為垂直極化條件下垂直入射電磁波對(duì)應(yīng)的不同阻值的反射系數(shù).

圖4 垂直極化垂直入射下不同阻值對(duì)應(yīng)的反射系數(shù)Fig.4 Reflection coefficients corresponding to different impedances under vertical incidence

由圖4 可知，單元的反射系數(shù)在PIN 二極管阻值不同時(shí)呈現(xiàn)出差異，單元的諧振頻率均在11 GHz 左右.隨著電阻變化，吸收峰對(duì)應(yīng)的反射系數(shù)出現(xiàn)差異，即不同阻值對(duì)應(yīng)吸波、散射的不同狀態(tài).當(dāng)電阻為1 000 Ω 時(shí)，X 波段下的反射系數(shù)最高，接近0 dB，說(shuō)明電阻為1 000 Ω 時(shí)單元在X 波段呈現(xiàn)良好的反射特性，即二極管處于斷路狀態(tài)時(shí)，該領(lǐng)結(jié)型單元近似于全反射狀態(tài)；當(dāng)電阻為30 Ω 時(shí)，反射系數(shù)達(dá)到了?25 dB，說(shuō)明電阻為30 Ω 時(shí)單元在X 波段呈現(xiàn)良好的吸波特性.因此，可通過(guò)改變AFSS 的外接偏置電流來(lái)切換AFSS 單元的吸波和反射狀態(tài).圖5 中的黃色區(qū)域?yàn)樵揂FSS 單元在不同偏置電流下的調(diào)控范圍，即通過(guò)改變偏置電流可達(dá)到的最佳吸波與最佳反射狀態(tài).

圖5 AFSS 的頻域調(diào)制效果Fig.5 Frequency domain modulation effect of AFSS

平面電磁材料非垂直入射下其吸波特性有限，因此我們?cè)O(shè)定不同方向的入射波，計(jì)算其反射系數(shù)，分別設(shè)定俯仰角θ=15°、θ=30°，計(jì)算φ=0°、φ=15°、φ=45°、φ=60°下的反射系數(shù)，結(jié)果如圖6 和圖7 所示.

圖6 吸波態(tài)下不同俯仰角對(duì)應(yīng)的反射系數(shù)Fig.6 Reflection coefficients corresponding to different pitch angles under absorbing states

從圖6 可知，該“領(lǐng)結(jié)型”AFSS 單元在吸波狀態(tài)下，俯仰角為15°時(shí)，入射波略偏離垂直方向，此時(shí)同一阻值下的反射系數(shù)與垂直入射接近，且諧振頻率基本保持不變，同時(shí)吸波深度可達(dá)?28 dB，與垂直入射吸波效果接近.當(dāng)俯仰角達(dá)到30°時(shí)，X 波段諧振頻率發(fā)生了偏移，總體仍呈吸波效果，但吸波效果衰減.以10 GHz 下的反射系數(shù)為例，θ=15°時(shí)，φ=15°以內(nèi)保持與垂直入射接近的反射系數(shù)，φ=45°、φ=60°時(shí)，其反射系數(shù)較大，吸波效果不佳.以吸波深度?5 dB 為界，入射波俯仰角15°，方位角15°以內(nèi)可達(dá)到?5 dB 的吸波深度.綜合上述，不同入射方向下該AFSS 單元因其結(jié)構(gòu)對(duì)稱，其吸波效果較好，但入射方向偏離垂直方向較多時(shí)，其吸波效果受到了較大的影響.同時(shí)對(duì)比方位向、俯仰向角反射器反射系數(shù)差異可知，俯仰角變化對(duì)反射系數(shù)的影響更大，同時(shí)帶來(lái)了諧振頻率的改變.

從圖7 可知，強(qiáng)反射態(tài)下，不同入射方向?qū)υ搯卧赬 波段的反射效果基本無(wú)影響，仍呈強(qiáng)反射態(tài).

3 AFSS 電磁調(diào)控三面角

基于第2 節(jié)單元結(jié)構(gòu)，本節(jié)設(shè)計(jì)了一種單面AFSS 與雙面金屬組成的電控角反射器，在保留傳統(tǒng)方形金屬角反射器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，用AFSS 替換底面金屬板.由于電控角反射器保留了角反射結(jié)構(gòu)，對(duì)電磁波同樣有著結(jié)構(gòu)帶來(lái)的回溯效果.相較于金屬角反射器，電磁調(diào)控角反射器是一類(lèi)新型的角反射器結(jié)構(gòu).在保留角反射結(jié)構(gòu)的同時(shí)加載AFSS 材料，AFSS 材料本身在不同偏置電壓下具有不同的反射特性，使得原本特性固定的角反射器可以實(shí)現(xiàn)角反射器雷達(dá)目標(biāo)特征的靈活調(diào)控.

整體結(jié)構(gòu)如圖8 所示，AFSS 是由圖3 所示的單元結(jié)構(gòu)按20 × 20 排列而成，角反射器具體尺寸為32 cm × 32 cm × 32 cm.以角反射器的頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立xyz坐標(biāo)系，與材料單元的坐標(biāo)系定義一致，二極管連接方向定義為y方向，由金屬底板到有源阻抗層方向定義為z軸.定義入射電磁波與z軸夾角為入射波俯仰角θ，入射電磁波在xOy平面上的投影與x軸的夾角為入射波方位角φ.

圖8 電磁調(diào)控角反射器示意圖Fig.8 Diagram of two types of corner reflectors

將針對(duì)平面吸波材料的RCS 計(jì)算拓展到三維電控角反射器，在電磁仿真軟件CST 中建立電控三面角的仿真模型，對(duì)其進(jìn)行電控角反射器RCS 仿真計(jì)算.定義調(diào)控深度 Δσ為吸波態(tài)和反射態(tài)下角反射器RCS 的差值：

由以上對(duì)單元結(jié)構(gòu)的分析可知，該材料在X 波段、垂直極化下具有調(diào)控效果，因此以入射波頻率10 GHz 為例，對(duì)X 波段下不同入射波角度下電磁調(diào)控角反射器的RCS 進(jìn)行仿真.調(diào)控深度為該電控角反射器在兩種不同狀態(tài)下的RCS 差值，表征該電控角反射器的調(diào)控范圍及調(diào)控效果.仿真結(jié)果如圖9 所示.

圖9 不同俯仰角下電控角反射器的RCS 和調(diào)控深度Fig.9 RCS and modulation depth of electrically controlled corner reflector at different pitch angles

由圖9 可知，電阻為1 000 Ω 時(shí)電控角反射器呈強(qiáng)散射態(tài)，其RCS 變化趨勢(shì)與金屬角反射器接近，方位向上呈現(xiàn)先增大后減小再增大的變化趨勢(shì).同時(shí)，調(diào)控深度隨入射波的方向變化呈現(xiàn)顯著性差異，10 GHz 時(shí)，俯仰向0 ～ 45°范圍內(nèi)的RCS 調(diào)控深度維持在?20 dB 左右，具有較大的調(diào)控深度；其變化臨界值為即約為34°和54°，最大調(diào)控深度可達(dá)?40 dB 以上.

對(duì)圖10 中不同方位角下RCS 調(diào)控效果進(jìn)行分析可知，強(qiáng)吸波態(tài)下，角反射器RCS 均值小于?10 dB，相較于反射態(tài)具有明顯的RCS 衰減，方位向0～45°范圍內(nèi)同樣有?20 dB 左右的調(diào)控深度.當(dāng)入射波的俯仰角超過(guò)60°時(shí)，調(diào)控深度會(huì)顯著降低，這是由于此時(shí)入射波與超表面之間的夾角較小，使得電磁表面的調(diào)控效果變差.仿真結(jié)果表明，通過(guò)改變AFSS 的外加偏置電壓，可使PIN 二極管的阻值在30 Ω 和1 000 Ω 之間變化，實(shí)現(xiàn)單元在透射態(tài)和反射態(tài)之間切換，其X 波段的透波深度可以達(dá)到?30 dB 以下.此外，電控角反射器相較于AFSS 平面具有寬角域特性，能夠在0～60°的俯仰向、0 ～ 45°的方位向范圍內(nèi)維持較好的透波特性.結(jié)合圖6 與圖7 的仿真結(jié)果可知，該AFSS 平面的調(diào)控角域范圍為方位向0～30°、俯仰向0～30°.根據(jù)以上對(duì)電控角反射器的調(diào)控角域的分析可知，該電控角反射器的調(diào)控角域范圍較大，因此具有寬角域特性.

角反射器的廣義調(diào)控深度可拓展至不同二極管阻值下的RCS 差值，如圖5 中黃色區(qū)域所示通過(guò)改變偏置電流可達(dá)到的最佳吸波與最佳反射狀態(tài).而介于最佳吸波和最佳反射狀態(tài)之間的電阻阻值(30～1 000 Ω)對(duì)應(yīng)的AFSS 狀態(tài)同樣也對(duì)應(yīng)吸波態(tài)，則不同阻值對(duì)應(yīng)不同的調(diào)控深度，圖9(b)為俯仰角為30°下的方位向RCS 及調(diào)控效果，由對(duì)調(diào)控深度的定義可知，該調(diào)控深度曲線為阻值為30 Ω 的吸波態(tài)與阻值為1 000 Ω 的反射態(tài)之間的差值，因此可實(shí)現(xiàn)較為穩(wěn)定的調(diào)控效果即多入射角度下接近的調(diào)控深度.綜上所述，可通過(guò)改變AFSS 材料中PIN 二極管的阻值以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的調(diào)控效果.

以圖9(b)中的調(diào)控深度曲線為例，分別取φ=30°、φ=45°、φ=60°三點(diǎn)，已知上述兩個(gè)入射波角度下調(diào)控深度均高于20 dB，但三者差值較大，想要實(shí)現(xiàn)上述入射角度下的穩(wěn)定的調(diào)控深度，須改變?cè)撾娍亟欠瓷淦鞯腁FSS 材料中的二極管阻值，從而改變調(diào)控深度，結(jié)果如表2 所示.由表2 可知，可通過(guò)改變二極管阻值(偏置電壓)改變電控角反射器的調(diào)控深度，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的調(diào)控效果.

表2 不同方位角下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定調(diào)控對(duì)應(yīng)的阻值和調(diào)控深度(θ=30°)Tab.2 The resistance and modulation depth corresponding to stable modulation at pitch angle of 30° and different azimuth angles

根據(jù)以上關(guān)于不同入射角度下電磁調(diào)控角反射器調(diào)控效果的分析可知，電磁調(diào)控角反射器的調(diào)控深度與入射波方向有顯著相關(guān)性，同時(shí)其調(diào)控頻段與單元結(jié)構(gòu)的調(diào)控頻段一致.電控角反射器吸波態(tài)下的RCS 減小效果主要源于電磁材料對(duì)入射電磁波的調(diào)控.已知角反射器的后向散射主要來(lái)自于角反射器結(jié)構(gòu)對(duì)入射波的三次反射不同入射角度下入射波按不同反射路徑實(shí)現(xiàn)多次反射，即角反射器的自身結(jié)構(gòu)使其具有了寬角域特性.而人工電磁材料處于吸波態(tài)時(shí)則吸收了部分入射波能量及一次反射、二次反射能量，使得角反射器三次反射后的能量產(chǎn)生衰減，即接收天線處散射波功率密度減小，具體則表現(xiàn)為角反射器RCS 的減小.與此同時(shí)，其角反射結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的入射波多次反射同樣也使得電控角反射器可在較大的入射波角域范圍內(nèi)特性可調(diào)，與仿真結(jié)果一致.此外，根據(jù)該電控AFSS 角反射器的動(dòng)態(tài)調(diào)控特性，可在不同角度下通過(guò)改變對(duì)應(yīng)的PIN 二極管實(shí)現(xiàn)廣義調(diào)控深度的改變，即設(shè)計(jì)的該電磁調(diào)控角反射器具有寬角域、特性可調(diào)、可穩(wěn)定調(diào)控的特性.

4 電磁調(diào)控角反射器概述

4.1 電磁調(diào)控角反射器設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

綜合以上分析，相較于AFSS 單元，電磁調(diào)控角反射器具有更寬的調(diào)控角域.根據(jù)以上關(guān)于電磁調(diào)控角反射的調(diào)控角域分析可知，角反射器結(jié)構(gòu)帶來(lái)的對(duì)入射波的回溯效果解決了AFSS 單元本身受角度影響大的問(wèn)題，使得AFSS 單元選擇上具有更強(qiáng)的適應(yīng)性，同時(shí)使得電磁調(diào)控角反射器的調(diào)控效果更具普適性.實(shí)際應(yīng)用中，可通過(guò)調(diào)整電磁角反射器的偏置電流改變角反射器的雷達(dá)目標(biāo)特性，拓展角反射器作為無(wú)源干擾裝置的使用范圍.

根據(jù)以上關(guān)于電磁調(diào)控角反射器的散射特性研究，給出電磁調(diào)控角反射器的設(shè)計(jì)思路及設(shè)計(jì)流程：電磁調(diào)控角反射器的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循從單元到整體，從平面結(jié)構(gòu)拓展到三維立體的原則，其流程圖如圖11所示.

圖11 電磁調(diào)控角反射器的設(shè)計(jì)流程Fig.11 Design process of electromagnetic controlled corner reflector

4.2 電磁調(diào)控角反射器優(yōu)點(diǎn)

以上關(guān)于電磁角反射器散射特性的分析，驗(yàn)證了電磁調(diào)控角反射器具有以下優(yōu)勢(shì)：

1)電磁調(diào)控角反射器散射特性動(dòng)態(tài)可調(diào).通過(guò)改變電磁調(diào)控角反射器的偏置電流大小可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波的調(diào)控，并且這種變化是具有實(shí)時(shí)性、靈活可調(diào)的，速度在微秒至納秒級(jí)，遠(yuǎn)優(yōu)于機(jī)械調(diào)控，且相較于傳統(tǒng)吸波體，具有多種調(diào)控效果，適用于更多場(chǎng)景.

2)電磁調(diào)控角反射器制作方法簡(jiǎn)單、效果突出，同時(shí)后期可調(diào).介質(zhì)支撐層的厚度與諧振頻率緊密關(guān)聯(lián)，后期可通過(guò)調(diào)整介質(zhì)支撐層厚度改變諧振頻率，解決了傳統(tǒng)角反射器一經(jīng)加工便特性固定的問(wèn)題.

3)電磁調(diào)控角反射器同樣具有傳統(tǒng)角反射結(jié)構(gòu)的寬角域特性，相較于對(duì)入射角度敏感的平面AFSS 單元，電磁調(diào)控角反射器可實(shí)現(xiàn)在寬角域的靈活調(diào)控，并表現(xiàn)優(yōu)良的吸波特性.

5 結(jié) 論

針對(duì)平面電磁材料對(duì)入射角度敏感帶來(lái)的使用場(chǎng)景限制，本文設(shè)計(jì)了一種加載AFSS 的電控角反射器，針對(duì)電磁調(diào)控角反射器的散射特性展開(kāi)研究，實(shí)現(xiàn)了寬角域下的角反射器散射特性可調(diào)，調(diào)控效果可達(dá)20 dB 及以上，驗(yàn)證了電控三面角的寬角域特性，解決了調(diào)控效果受入射波角度限制的問(wèn)題，拓寬了角反射器的性能和使用范圍，對(duì)于降低高價(jià)值目標(biāo)被非合作雷達(dá)探測(cè)的概率具有較大意義.同時(shí)給出了電磁調(diào)控角反射器的通用設(shè)計(jì)思路，以拓寬角反射器的適用范圍及對(duì)關(guān)鍵目標(biāo)的保護(hù)效果.

本文研究了人工電磁材料對(duì)規(guī)則角反射結(jié)構(gòu)電磁特性的影響，而實(shí)際裝備中的角反射結(jié)構(gòu)可能為非規(guī)則異型結(jié)構(gòu)，后續(xù)將基于裝備中的實(shí)際角反射結(jié)構(gòu)展開(kāi)電控非規(guī)則角反射器散射特性的設(shè)計(jì)及研究.