王健 张超越 姚昭宇 张弛 许锋† 阳媛

1) (南京邮电大学电子与光学工程学院,射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室,南京 210023)

2) (东南大学仪器科学与工程学院,南京 210096)

漫反射电磁表面能够提高目标被探测的难度,实现电磁消隐的功能.太赫兹漫反射电磁表面有望在下一代雷达与通信场景中作为一种智能隐身蒙皮使用,具有广阔的应用前景.本文利用石墨烯在太赫兹频段优异的电磁可调特性,并基于谐振模式的开关机理设计了一种反射场具有反相位的石墨烯/金属协同单元结构,且相位的切换由偏置电压动态控制.另一方面,不同于金属材料,石墨烯具有不可忽略的损耗特性,导致了所设计的结构在谐振/非谐振两种反相位状态对应的反射幅度不一致,根据场的干涉与叠加原理,其不利于远场相干相消,难以获得理想的漫反射效果.本文提出了一种将反相位单元结构进行二次组合形成“分子”结构的方法,并将其作为反射表面的基本元素,进而运用粒子群算法,优化“分子”结构的排布方式.计算结果表明,使用这种方法设计的动态漫反射表面,具有收敛速度快、远场峰值小的优势.

1 引 言

具有低散射特性的太赫兹电磁表面在成像、雷达、新型光源等领域具有广阔的应用前景[1−6],而吸波与漫反射是低散射电磁表面的两种主要机理[7−9].其中,漫反射是利用电磁波的相干原理将散射场能量分散到自由空间各个方向当中……