面向通感一体化的PB相位宽频编码智能超表面设计方案

摘要

为满足通感一体化应用中对宽频反射调控的需求，针对反射型超表面极化转换带宽受限以及波束调控与散射抑制难以兼顾的问题，提出一种基于潘查拉特南-贝里（Pancharatanam-Berry,PB）相位的宽频编码超表面设计方案。首先，设计M型各向异性反射单元，并通过单元旋转实现PB相位调控；在此基础上构建4×4编码粒子，进一步搭建3bit编码阵列，以实现反射波束的可控重构。随后，采用全波电磁仿真对单元的反射幅度与相位响应、极化转换比（Polarization Conversion Ratio,PCR），以及阵列的远场方向图和单站、双站雷达散射截面（Radar Cross Section, RCS）特性进行分析。结果表明，所设计单元在14.74～30.24GHz频段内PCR均大于90%，相对带宽超过65%；所构建编码阵列在10.0～31.5GHz范围内实现了明显的RCS缩减，最大缩减约20dB。该方案能够在宽频范围内兼顾高效极化转换、反射波束调控与后向散射抑制，可为通感一体化系统中的反射波束赋形与回波散射调控提供参考。

关键词

通感一体化 / 编码超表面 / 潘查拉特南-贝里相位 / 极化转换 / 波束调控

基金资助

国家自然科学基金项目（52574205）; 陕西省重点研发计划项目（2022GD-TSLD-64）