随着无线通信和雷达检测技术的快速发展，具有低雷达截面积（RCS）的天线对于提高目标隐蔽性至关重要[[1], [2], [3]]。圆极化（CP）天线由于其抗多径干扰和减少极化失配的能力，在复杂的电磁环境中非常理想[[4,5]]。然而，天线必须确保在工作频段内有效辐射，同时抑制相邻频段的散射以实现隐身[[6], [7], [8]]。因此，实现一种在工作频段（in-band）和相邻频段（out-of-band）都具有宽带低RCS性能的CP天线至关重要且具有挑战性。除了电磁性能外，现代天线系统还越来越要求机械适应性，尤其是在弯曲表面上部署时[[9], [10], [11]]。例如，安装在飞机机身、车辆外部或可穿戴设备上的共形天线必须在机械变形的情况下仍保持稳定的性能。电磁隐身和机械柔性的双重要求给传统刚性天线系统带来了显著的设计挑战[[12,13]]。
传统方法如形状优化[[14]]和吸波材料[[15,16]]受到带宽狭窄、阻抗失配的限制，通常难以有效降低RCS。超表面作为一种二维人工电磁材料，为宽带RCS降低提供了有前景的解决方案[[17]]，采用诸如通过棋盘布局实现相位抵消和通过优化算法实现破坏性干涉等策略[[18,19]]。例如，将超表面与频率选择表面（FSS）[[20], [21], [22]]、人工磁导体（AMC）[[23,24]]结合使用，可以增强更宽频率范围内的散射抑制效果。然而，集成这些超表面的天线往往会在工作频段内表现出较差的CP辐射性能[[25]]。除了这些电磁挑战外，还必须考虑实际实现问题。传统超表面实现的机械限制也带来了额外的挑战。在刚性介电基板上制造的传统金属图案无法满足弯曲和贴合曲面平台的需求。
为了克服电磁性能和机械柔性的双重挑战，最近的研究中出现了两种互补的方法。一方面，为了解决CP辐射性能降低的问题，可以将超表面设计为极化转换超表面（PCM）[[26], [27], [28], [29]]，以增强工作频段的CP辐射特性。这些专门的结构旨在增强和优化工作频段的CP辐射特性，同时保持有效的RCS降低能力。这种机制在散射场中提供破坏性干涉所需的相位关系，同时在辐射场中保持建设性干涉。另一方面，将创新的柔性导电材料（如氧化铟锡（ITO）沉积在先进的聚合物基板上（包括聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚二甲基硅氧烷（PDMS）），可以有效克服传统电子材料的机械刚性限制[[30], [31], [32], [33]]。这些柔性基板具有独特的优势：PET和PDMS具有出色的柔韧性和变形耐受性，非常适合共形应用。ITO结合了良好的导电性和机械柔性，能够在各种变形状态下保持可靠的电磁性能[[34], [35], [36]]。这些柔性材料系统使得开发能够适应弯曲表面和动态形状变化的共形天线结构成为可能，这对于现代隐身平台的集成至关重要。这两种方法相结合，为实现机械柔性的CP天线在关键的工作频段和相邻频段内的宽带RCS降低提供了有前景的途径。
因此，将PCM与创新的柔性材料系统战略性地集成起来，是同时提高工作频段CP辐射性能和机械柔性的关键突破方法。这种集成有望在不同机械状态和环境条件下保持稳定的阻抗匹配、一致的辐射模式和可靠的极化特性，为隐身技术应用开辟了新的可能性。
尽管在低RCS天线方面取得了显著进展，但同时实现超宽带散射抑制和机械柔性仍然是一个重大挑战。例如，[28]中的双层超表面设计虽然在宽RCS降低带宽方面取得了成功，但主要限于刚性基板，这限制了其在共形场景中的应用。相反，[29]中报道的柔性设计虽然实现了机械适应性，但由于低频端的相位匹配限制，RCS降低带宽相对较窄（85.9%）。为了解决这些权衡问题，将相位控制表面（PCS）集成到双层PCM架构中提供了一个可行的解决方案。通过引入额外的自由度来激发混合共振模式，这种架构可以在更宽的频谱范围内满足相位抵消条件，同时在大角度弯曲和斜入射情况下确保稳健的性能。
基于这种设计策略，本文提出了一种具有超表面功能的柔性CP天线，可在工作频段和相邻频段实现宽带RCS降低。通过将双层PCM单元正交排列并与缝隙天线阵列集成在柔性印刷电路（FPC）上，所提出的天线在6.72 GHz至9.06 GHz的频率范围内实现了CP辐射特性，并在5.82 GHz至19.85 GHz的频率范围内实现了10 dB的RCS降低。所提出的天线具备了宽带低RCS性能、CP操作和机械柔性，这些是下一代需要共形集成的隐身平台（如卫星通信和可穿戴设备）的关键特性。
