基于超构表面的低散射天线阵列

摘要

提出了一种将超构表面与天线阵列组合设计的方法,以同时实现高增益辐射和低背向散射功能。该超构表面由多层金属图案结构组成,对x极化入射波具有透射功能,从而能使天线辐射场低损耗透过;同时,对y极化入射波具有反射相位调制功能,通过将单元按照棋盘格或随机分布排列,可实现y极化入射波的漫散射功能,从而降低天线阵列的后向散射。仿真分析表明,所设计的低散射天线阵列峰值增益为18.8dB,工作带宽约为12.5%。当探测波为x极化时,10dB RCS缩减频带为9.5~10.1GHz,覆盖天线工作频带,最大缩减值为25dB;当探测波为y极化时,10dB RCS缩减频带为7.8~12GHz,最大缩减值高于35dB。实测结果与仿真分析结果吻合良好。该低散射天线阵列利用超构表面的极化选择特性能实现透、反射功能集成设计,为低散射天线的研究提供了新的思路。