[发明专利]一种基于可调反射材料加载可调半导体器件

说明书

本发明涉及一种一种基于可调反射材料加载可调半导体器件，属于半导体技术领域。加载调制信号，可使反射波被调制为期望信号。其中多单元可调反射阵列，其硬件结构与可调反射材料相似，都采用周期性的阵列单元；与反射材料全部单元采用统一信号调制不同，多单元反射阵列中的每一个反射单元都可以使用相控器件或开关控制，使得其拥有了与传统相控天线阵类似的波束赋形的能力。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，涉及一种基于可调反射材料加载可调半导体器件。

背景技术

风电场会产生强烈的多普勒杂波和电磁阴影，干扰雷达系统工作，导致飞机和恶劣天气的误报或漏报。一方面，风电场的风轮机对航管雷达的二次信号而言是一种强散射体，其产生的多普勒杂波与电磁阴影，会对飞机的安全飞行造成威胁；另一方面，风电场的杂波与电磁对气象观测雷达也会产生影响，造成误报。

针对上述情况，此前国内外也有大量评估与方法用以解决以上问题，但无法根本区分期望目标与风电场干扰。本文对风电场电磁散射问题提出了一种新型解决方式，旨在从根本解决风电场对雷达干扰问题，有利于降低风电场产生的多普勒杂波，大大改善风电场对航管雷达以及气象雷达方面的影响。

当前解决雷达风电场干扰问题，主要有风轮机设计和雷达设置信号处理两类方法。

在不影响风电场发电性能的基础上，风轮机有三种改进措施。第一种改进措施是通过修改风轮机物理结构，来降低风轮机雷达散射截面积(RCS)；第二种改进措施是通过改变风电场布局，使其位于雷达视线范围之外，来减小风电场对雷达系统的影响；第三种改进措施是通过增加风电场中风轮机之间的距离，从而使风轮机位于不同的距离单元，有助于检测位于风电场范围内风轮机之间的飞机目标。

显然，以上三种方法是在不影响风电场发电性能的基础上进行的，否则将不利于风能的有效利用，造成大量风能的损失。同时，改变风电场的布局或增加风电机组之间的距离，要根据风电场周围的地形情况而定。

除此之外还有一种采用吸波涂料来减小风轮机RCS，进而减小风轮机产生的杂波的方式。隐形技术是在风轮机表面增加吸波涂层，来减小雷达电磁波在风轮机表面上的反射。考虑到空气动力学的相关因素，叶片形状设计相对复杂，其材料多为玻璃纤维等复合材料，在叶片表面或内部会有金属该材料是为了防止雷击而设计的。一般来说，长度为40米的叶片，通过吸波材料可以降低15～20dB的RCS。不同的叶片结构，吸波材料的效果是不同的。

因此，吸波材料的效果并不稳定和通用。这种做法无形中增加了风轮机的重量和成本。

总体而言，与风轮机设计相关的杂波抑制技术，需要改变其设计结构、风电场中风轮机布局等，在一定程度上会降低风能利用率，依赖于地理环境，增加成本。

与雷达设备相关的干扰抑制技术主要包括采用并行高低波束配置、增设补盲雷达、自适应波束扫描等检测后杂波抑制技术。对于检测前和检测过程中的风电场杂波抑制技术，有采用三坐标雷达、数据处理技术和雷达信号处理等相关技术。

对于并行的高低波束配置，该技术以区分不同高度的风轮机和目标。雷达为了检测远距离低空目标以及近距离高空目标会配置“双束波”，并且会在预先确定的距离处进行波束转换。一般认为短时间内的大量低波束为风电场回波，而高波束为飞机回波。然而当风电场距离较远时，低空目标检测能力急剧下降并且风轮机RSC较大时，效果有限。

对于增设补盲雷达，该做法采用多雷达数据融合技术，用其他雷达在风电场区域的数据代替原有雷达在风电场的数据，来填补风电场造成的雷达盲区。盲补雷达要求设计相对简单，成本较低，需要采取一些特殊的设计方案或措施来提高盲补雷达局部区域的目标探测概率。

对于雷达自适应扫描，通过改变风轮机所在区域的雷达扫描方式可以限制雷达所接收的风轮机杂波能量，从而可以在数据处理过程中减少杂波信号。但是，此方法会一定程度上减小雷达的探测距离。此外，也可以采用相控阵雷达抑制风电场杂波的方法。但数据处理计算量稍大。