具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明实施例中，“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本发明提出的基于相位相消和阻抗吸波组合的超宽带(相对带宽大于60％)RCS缩减方法，该方法解决了常规RCS缩减作用机理单一的问题，采用不同结构相邻工作带宽叠加的方式，分别设计具有相位相消干涉效应的棋盘结构，以及欧姆阻抗吸波的频率选择表面吸波体，将两部分结构上下层堆叠构成整体组合结构，合理设置各部分几何参数，使得两者工作频段相互叠加延展，整体结构的工作频段为两部分结构的带宽之和，表现为超宽带RCS缩减效果。通过本发明将相位相消的散射空间扩展效应与欧姆阻抗吸波效应有效组合，采用叠加方式扩展整体组合结构的工作带宽，可用于降低目标散射特性、提升电磁隐身性能等领域。

以下结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

(1)首先采用时域有限差分法电磁仿真分析棋盘结构的反射幅度和相位频响特性。棋盘结构由两种反射相位不同的棋盘单元斜对角排列构成。利用不同棋盘单元之间的相位差特性，使得电磁波产生相位相消干涉，抑制来波方向的电磁波，使其向其它的方向散射，实现电磁能量的空间扩展，从而达到减小目标镜像方向上RCS的目的。RCS缩减大小由两种棋盘单元的反射相位差决定，若实现棋盘结构的RCS缩减10dB以上，两种棋盘单元反射相位差的绝对值应满足：

其中，和分别为两种棋盘单元的反射相位，范围为0°～360°。通过软件仿真优化两种棋盘单元的几何参数，使得两者在第一频段内满足上式所述的有效反射相位差。

如图1所示为本发明实施例提供的具有相位相消干涉效应的棋盘结构示意图，其中，每一种棋盘单元周期排列后均以斜对角线分布，两种棋盘单元不同的反射相位特性决定了空间散射场叠加效果。当两种棋盘单元的反射幅度相同、反射相位相差180°时，棋盘结构的散射场在镜像方向上的能量为0。进一步地，研究表明，当两种棋盘单元的反射差绝对值位于143°和217°之间时，镜像上RCS缩减10dB以上。

进一步地，棋盘结构由周期分布的铜箔方框和铜箔圆片两类结构组成两种棋盘单元，由周期分布的铜箔方框组成第一棋盘单元，由周期分布的铜箔圆片组成第二棋盘单元，且第一棋盘单元和第二棋盘单元以斜对角的方式排列，附着于第一介质衬底(如聚四氟乙烯玻璃布(F4B))上方。第一棋盘单元和第二棋盘单元的周期均不大于对应单元的一个工作波长，第一棋盘单元和第二棋盘单元的总边长均不小于对应单元一个工作波长。

进一步地，第一棋盘单元和第二棋盘单元采用的铜箔的厚度为6～20μm。

进一步地，第一介质衬底使用的聚四氟乙烯玻璃布材料的介电常数小于3，介电损耗小于0.006。

如图2所示，图2中(a)为棋盘结构的第一棋盘单元方框结构，第一棋盘单元周期(其中，周期表示相邻单元几何中心的间距，即一个单元的总边长)为6mm，铜箔方框的外边界间距为4mm，铜箔方框宽度为0.6mm。图2中(b)为棋盘结构的第二棋盘单元圆片结构，第二棋盘单元周期为6mm，铜箔圆片直径为1.8mm。图3为两种棋盘单元组合的反射相位和相位差的绝对值。其中，图3中(a)为棋盘结构的反射相位，图3中(b)为两种棋盘单元的相位差绝对值。从图3中可以看出，在14.6～36.5GHz频段内，方框与圆片的相位差可保持在143°至217°范围。对应地在图4中，棋盘结构的RCS缩减10dB以上的频段范围，为14.6～36.5GHz。

(2)同样采用全波电磁计算方法仿真分析频率选择表面吸波体在第二频段的反射频响特性。为实现带宽叠加效果，第一频段和第二频段应相邻。频率选择表面吸波体由常规的周期型频率选择表面和集总电阻元件加载构成，其吸波的主要来源由加载集总电阻的欧姆损耗吸波产生。通过优化频率选择表面的单元几何参数和集总电阻数值大小，使得吸波体的RCS缩减大小在第二频段内满足低于设定的数值，与第一频段的RCS缩减大小一致。

其中，频率选择表面吸波体由周期分布的铜箔方框附着于第二介质衬底(如玻璃纤维板(FR4))上方，最底层为尺寸相同的金属背板。在方框的四条边中间位置处均设置具有一定宽度的缝隙，在缝隙中间焊接集总电阻元件。频率选择表面吸波体中铜箔方框的周期不大于频率选择表面吸波体的一个工作波长。

进一步地，第二介质衬底使用的玻璃纤维板的介电常数小于4.6，介电损耗小于0.03。

图5为本发明实施例提供的频率选择表面吸波体单元结构。单元周期为9mm，铜箔单元为四边各开缝隙的方框，其中方框的外边界间距为7.8mm，方框宽度为1.8mm，缝隙宽度为1mm。在四个缝隙中间位置处，各加载焊接一个集总电阻元件，器件封装为0603，电阻值为150Ω。频率选择表面吸波体的RCS缩减频响曲线如图6所示，在5.2～12.5GHz范围内，RCS缩减10dB以上。

(3)将上层的棋盘结构与下层的频率选择表面吸波体上下堆叠，构成整体组合结构。优化检验上层的棋盘结构在第二频段内表现为高透射特性，从而电磁波能够从上层透射被下层的频率选择表面吸波体吸收损耗；下层的频率选择表面吸波体在第一频段内表现为全反射特性，为上层的棋盘结构提供所需的金属背板作用从而实现有效相位差。理论上，整体组合结构的RCS缩减频段范围，为上层棋盘结构的工作频段范围和下层频率选择表面吸波体的工作频段范围之和。

进一步地，位于上层的棋盘结构和下层的频率选择表面吸波体总边长大小相同，均不小于对应结构的两个工作波长。

进一步地，棋盘结构和频率选择表面、频率选择表面和金属背板之间设置有一定厚度的空气隔层，空气隔层的厚度可以由四根位于边角处的尼龙塑料柱和相应厚度的塑料垫片实现。

进一步地，通过整体组合结构仿真优化，实现具有带宽叠加效应的超宽带RCS缩减效果。

进一步地，将上层的棋盘结构和下层的频率选择表面吸波体堆叠，整体组合结构如图7所示。图7中(a)为整体组合结构的剖视图，其中，棋盘结构中的方框棋盘单元和圆片棋盘单元各450个，频率选择表面吸波体方框单元总共400个，集总电阻元件总共1600个。图7中(b)为整体组合结构的侧视图。从上至下，第一层为棋盘结构；第二层为F4B-2介质材料，厚度为0.5mm，介电常数为2.65，介电损耗为0.001；第三层为空气隔层，厚度为2mm；第四层为频率选择表面吸波体；第五层为FR4介质材料，厚度为1mm，介电常数为4.4，介电损耗为0.02；第六层为空气隔层，厚度为3mm；第七层为金属背板。

该整体组合结构的RCS缩减曲线如图8所示。RCS缩减10dB以上的频段范围为4.9～36.5GHz，相对带宽为153％，将棋盘结构和频率选择表面吸波体的工作频带叠加，实现了超宽带RCS缩减性能。

需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。