上世纪90年代末,英国谢利菲尔德大学射频微波工程学教授BarryChambers和AlanTennant最先提出了相位调制面的概念,对入射信号进行相位调制,把反射信号的时间平均功率谱密度降低,或重新分配到雷达接收机通带范围之外。77275
为达此目的,有学者首先考虑利用多普勒效应实现频谱搬移。这种思路的实现方法是设法令一块金属平面板沿垂直于入射信号波矢量的方向做周期性正弦振动,在这种情况下,假设入射信号的载波频率为fc,则反射信号的频谱是由载波频点fc两侧无穷多的旁瓣分量构成
[11],旁瓣所在的频率点的位置与间距主要由金属板振动频率f 以及最大速率v 决定,此时反射信号的频谱分量只有少数位于载频fc处,大部分能量落在了fc两侧,从而实现了频谱搬移。由于这种调制过程与角度调制类似,所以这类调制面也被称作角度调制面论文网
(Angle-modulatingSurface)。但是这一方案有一个明显的缺点,当用于大规模的机械驱动系统时,金属平面板周期振动时的位移量将会很大,这是不符合实际的[12]。
解决上述问题的思路之一是令金属平板仅在空间中位于两个固定的位置,而非在某一范围内变化,这一方案的实现需要用到电控。Chambers和Tennant两位教授于2004年设计了结型相位调制面[13]。该结构近似于频率选择表面,为周期性阵列准平面结构,有源层蚀刻结型偶极子结构,加载PIN二极管作为可控元件,经过测试,该结构实现了宽频带范围内吸波特性可调的要求。随后,学者们尝试将PSS有源层的偶极子结构由结型替换为矩形、半圆形、半月形等,并选择不同波形的控制信号,旨在设计性能更加优良的PSS。随着电子计算机技术的发展,目前,可以利用基于有限元方法的电磁仿真软件模拟PSS的结构,PSS设计成本更加低廉,设计过程更加便捷。
国内对相位调制面的研究起步较国外晚,目前清华大学,电子科技大学,东南大学以及南京理工大学等院校也开始研究相位调制面。有源雷达吸波材料在军用和民用方面都具备重大的价值,相位调制面又是有源RAMs发展的一个重点方向,所以,开展对相位调制面的深入研究具有重要的意义和价值。