通过遗传算法优化和低成本计算机数控制造实现跨频带隐身的全金属超表面

来源：电子与信息学报杂志2026年第4期北京时间：

作者：张明, 张娜娇, 李佳磊, 李康, VazgenMELIKYAN, 杨琳, 侯卫民

单位：1.河北科技大学信息科学与工程学院 石家庄 0500182.南开大学智能光子研究院 天津 3000713.西安电子科技大学集成电路学院 西安 7100034.亚美尼亚国立理工大学微电子电路与系统中心 埃里温 0009

摘要：该文通过单一材料平台集成宽带微波散射(7.4 GHz带宽)与被动红外抑制，为跨波段隐身提供了一种解决方案，克服了传统隐身材料同时兼顾微波吸收与热管理之间的设计挑战。该文提出一种新型全金属随机编码超表面，实现了跨波段隐身功能，兼具微波频段雷达散射截面(RCS)缩减和红外隐身效果。该超表面整体采用铜结构，通过计算机数控(CNC)加工制造，相比传统复合材料设计，消除了界面脱层的风险。同时，其单一材料构造使其能够同时调控微波散射特性和红外辐射特性。该结构通过遗传算法优化相位分布后，在11\begin{document}$ \sim $\end{document}18.4 GHz频段(73%带宽)内实现了超过10 dB的RCS缩减，在14.7 GHz频点处的最大抑制效果超过15 dB，相关结果已通过仿真和微波暗室测试验证。该全金属结构在8\begin{document}$ \sim $\end{document}14 μm红外波段展现出超过99.9%的红外反射率，且通过商业红外成像仪热成像实验证实其被动红外隐身能力，显示出在多光谱隐身应用中的潜力。所制造的原型结构尺寸为150×150 mm2，包含10×10的单元阵列，在最大达60°的线极化斜入射角下仍保持良好的结构稳定性，验证了其在贴合式应用中推广的可行性。

关键词：编码超表面, 跨波段隐身, 逆向设计, 低成本制造

基金资助：国家重点研发计划(2022YFB4400400)，国家自然科学基金(62105093, 62441401)，国家重点实验室基础科学研究创新基金(IFN20230113)，河北省重大科技支撑项目(24290201Z)，河北省教育厅青年拔尖人才项目(BJK2023036)