黄新朝，付全红，张富利

(西北工业大学，西安　710072)



超表面研究进展

黄新朝，付全红，张富利

(西北工业大学，西安710072)

摘 要:超表面是一种基于广义斯涅尔定律,通过控制波前相位、振幅以及偏振进行电磁/光学波束调控的新结构,其新颖的机制和灵活的结构设计展现出广阔的应用前景。本文阐明了超表面调控波束的物理机理,叙述超表面的发展历程,即从实现超表面到提高有效分量和动态可调超表面的研究过程,总结了超表面透镜、超表面偏振器、表面等离子体激元调控等功能器件,并对超表面有待解决的问题以及今后的发展趋势进行了探讨。

关键词:超表面;波束调控;广义斯涅尔定律;超表面器件

0引言

雷达作为战争之眼，担负着对敌目标预警、探测、追踪、定位等战略和战术任务，雷达性能在很大程度上决定了战争进度，是现代战争系统中最重要的环节之一。随着新形势下军事斗争形态的日新月异，雷达导引系统新体制、新技术的开发需求也日益迫切。传统的机载、弹载雷达采用机械扫描的方式对目标进行探测、定位，雷达波束偏转需要机械转动装置的辅助。然而，飞机、导弹等航空武器有限的空间直接制约了雷达天线扫描视角的范围，且机械转动时间的消耗也带来了雷达天线目标搜索时间过长，跟踪快速移动目标困难等问题。另一方面，相控阵雷达采用隔离器作为移相器可实现电扫描，具有扫描范围大、扫描时间短、定位精确等优点，但是，相应的相位控制单元的数量多，体积庞大，无法适应航空器特别是弹载雷达的载重需要，且造价昂贵，不适宜在消耗量巨大的精确制导武器中应用。……