Experimental Validation of a Reconfigurable Coaxial Metasurface Radar Absorber Using Varactor Diode Tuning
Validation expérimentale d'un absorbant radar reconfigurable a métasurface coaxiale utilisant des diodes varactors
Résumé
The development of radar absorbing devices turned at the beginning of the millenium to metasurfaces. Reduced sizes, wide array of possible impedances, easy implementation of electronics are among the main benefits rendering them an adequate solution to the challenges of stealth. However, even these novel systems are intrinsically limited in their bandwidth. Fortunately, the recent interest for time-varying devices highlighted the possibily to overcome such limitations. To serve as a first step towards a functional time-modulated metasurface, this work focuses on the experimental validation of a reconfigurable metasurface absorber. Finite-element simulations and experimental measurements are compared to validate the behavior of the designed metasurface. Despite slight discrepancies, seemingly originating from an inaccurate varactor diode model and unexpected additional resistivity, the experimental results highlight a very good reconfigurability of the metasurface in terms of frequency agility.
Le développement de systèmes absorbants radars s'est tourné au début du millénaire vers les métasurfaces. Leur taille réduite, leur large éventail d'impédances possibles et l'implémentation facilitée d'électroniques sont quelques arguments en leur faveur de leur utilisation pour faire face aux challenges de la furtivité. Cependant, même ces systèmes innovants sont intrinsèquement limités en terme de bande passante. Heureusement, l'intérêt naissant pour les systèmes temps-variants a mis en évidence la possibilité de dépasser de telles contraintes. Dans l'objectif de réaliser une métasurface modulée temporellement, ce travail s'intéresse tout d'abord à la validation expérimentale d'un absorbant radar à métasurface reconfigurable. Les résultats de mesures sont comparées à des simulations éléments finis afin de valider le prototype. Malgré de légères différences, probablement dues à un l'utilisation d'un modèle inexact des diodes varactors et à la présence de resistances supplémentaires non-désirées, les résultats de mesure mettent en évidence une très bonne reconfigurabilité de la métasurface en terme d'agilité en fréquence.