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基于2-bit可重构太赫兹编码超表面的RCS缩减设计OA

Design of RCS reduction based on 2-bit reconfigurable terahertz coding metasurface

中文摘要英文摘要

编码超表面可以灵活调控电磁波,为在频域内采用编码序列操纵电磁波提供了很高的自由度.本文采用狄拉克半金属(DSM)设计了一种3层反射式单元,在不改变单元结构的情况下,通过施加外部偏置电压改变DSM的费米能级(EF),在1.90 THz处实现了2-bit编码,并具有±60°的相位稳定性.为应对不同入射角下的电磁波,基于远场散射理论,利用遗传算法针对性地优化超表面阵列,以入射仰角为0°、15°、30°、45°和60°为例设计了5个阵列,并对编码超表面进行建模分析.结果表明,电磁波垂直入射时,其在1.77~2.47 THz范围内实现了超过10 dB的雷达散射横截面(RCS)缩减,最高可达28.4 dB;电磁波以入射仰角60°入射时,其在1.82~2.24 THz范围内实现了超过10 dB的RCS缩减,最高可达15.2 dB,实现了宽带广角RCS缩减.

Coding metasurfaces can flexibly manipulate electromagnetic waves,providing high degrees of freedom for employing coding sequences to control electromagnetic waves in the frequency domain.This paper adopts Dirac Semimetal(DSM)to design a three-layer reflective unit cell.Without altering the unit cell structure,the Fermi level(EF)of DSM is tuned by applying an external bias voltage,thereby achieving 2-bit coding at 1.90 THz with phase stability of±60°.To address electromagnetic waves under different incident angles,the far-field scattering theory is utilized,and the genetic algorithm is employed to specifically optimize the metasurface array.Taking incident elevation angles of 0°,15°,30°,45°,and 60° as examples,five arrays are designed,and the coding metasurface is modeled and analyzed.The results demonstrate that when electromagnetic waves are incident perpendicularly,Radar Cross Section(RCS)reduction exceeding 10 dB is achieved within the range of 1.77~2.47 THz,with a maximum value of 28.4 dB.When electromagnetic waves are incident at an elevation angle of 60°,RCS reduction exceeding 10 dB is realized within the range of 1.82~2.24 THz,reaching a maximum of 15.2 dB,thereby achieving broadband wide-angle RCS reduction.

李韦霖;陈哲;杨晋骁;唐润风;李纾雨;李文卓;师健峰

云南大学 信息学院,云南 昆明 650500云南大学 信息学院,云南 昆明 650500云南大学 信息学院,云南 昆明 650500云南大学 信息学院,云南 昆明 650500云南大学 信息学院,云南 昆明 650500云南大学 信息学院,云南 昆明 650500云南大学 信息学院,云南 昆明 650500

数理科学

编码超表面狄拉克半金属太赫兹遗传算法RCS缩减

coding metasurfacesDirac Semimetal(DSM)terahertzgenetic algorithmRadar Cross Section(RCS)reduction

《太赫兹科学与电子信息学报》 2026 (4)

483-493,11

国家自然科学基金资助项目(62461059)云南省高校服务重点产业科技资助项目(FWCY-ZNT2024003)云南省基础研究计划资助项目(202301AT070249)云南省"兴滇英才支持计划"资助项目(C619300A074)

10.11805/TKYDA2025216

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