基于混合超表面的超宽带低雷达截获率（RCS）高增益且稳定性强的法布里-珀罗（Fabry-Perot）天线

《International Journal of Microwave and Wireless Technologies》：Ultra-wideband low-RCS high- and stable-gain Fabry–Perot antenna based on hybrid metasurfaces

该研究提出了一种基于新型混合超表面的超宽带低散射稳定增益法布里-珀罗天线，通过棋盘格极化转换超表面（PCM）实现RCS降低，并采用非均匀反射超表面（具有正反射相位斜率）提升增益和带宽稳定性。实测表明天线在7.23-9.06 GHz实现-10 dB阻抗带宽，7-8.4 GHz获得3 dB增益带宽，最大增益17.25 dBi，同时13.03 GHz处实现35.3 dB的RCS reduction。

　　

摘要

本文提出了一种基于新型混合超表面的超宽带、低散射、高增益法布里-珀罗（Fabry–Perot）天线。通过使用具有高极化转换比的1位棋盘式极化转换超表面（PCM），实现了雷达截面积（RCS）的降低。此外，为了提高天线增益、拓宽3dB增益带宽，并在通带内保持稳定的增益性能，引入了一种具有正斜率反射相的非均匀反射超表面。这种超表面与蜂窝状的PCM层结合，形成了具有高传输效率的混合结构。得益于这种混合超表面设计，该天线表现出4.7 dBi的最大增益提升、2.7 dBi的平均增益改善以及3dB增益带宽增加了39.8%。为了验证所提出的设计方法，制作了一个原型天线并进行了实验测量。测量结果与仿真预测结果吻合良好。具体来说，该天线在7.2 GHz时的最大增益为17.25 dBi，3dB增益带宽为18.2%（7–8.4 GHz），阻抗带宽为22.47%（7.23–9.06 GHz）。此外，该天线的RCS降低带宽达到了102.3%，在13.03 GHz时的最大RCS降低值为35.3 dB。

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