采用非均匀各向异性等离子体和石墨烯实现雷达散射截面降低的有源混合吸收体的性能分析与实现可行性

《IEEE Transactions on Plasma Science》：Performance Analysis and Implementation Feasibility of an Active Hybrid Absorber for RCS Reduction Using Inhomogeneous Anisotropic Plasma and Graphene

　　摘要：为动态和频率灵活的雷达散射截面（RCS）减小设计有源可调节雷达吸波材料（RAMs）是现代隐身技术中的一个关键挑战。本研究提出并数值研究了一种混合共振吸波器，该吸波器由涂覆有磁化、非均匀且有碰撞等离子体鞘的金属圆柱核心组成，并与可调单层层石墨烯集成。与以往的研究不同，我们利用径向抛物线等离子体密度分布和 0.5T 的外部静态磁场来创建梯度折射率（GRIN）阻抗匹配环境。使用有限元方法（FEM）的全波模拟表明，通过石墨烯的化学势（μ_c）可以动态重构吸收响应。优化结果显示，在 8.65GHz 处（当 μ_c = 0.3 eV 时），实现了极深的单站 RCS 减小量为 -49.94dBsm/m。对比分析表明，各向异性等离子体间隔层显著增强了性能，与传统的金属上石墨烯（空气间隔层）配置相比，提高了 8.4 分贝。此外，角度稳定性模拟证实，吸波器在 0° 到 100° 的入射角范围内保持其高效性能，波动可忽略不计（小于 1dBsm/m），确保了全方位隐身能力。最后，本文讨论了实际实施方面，包括用于石墨烯偏置的离子凝胶门控和等离子体鞘的结构集成，将此混合设计定位为圆柱形平台有源电磁保护的稳健解决方案。