雷达隐身武器对打赢未来信息化战争起着至关重要的作用,因而受到各国的广泛关注。实现雷达隐身主要有外形设计和使用隐身材料两种方法。传统隐身材料主要是基于雷达波吸收机制的吸波材料,其在8-18 GHz频段的吸波隐身取得了较大的成功。但由于材料本征电磁特性的限制,在进一步提高性能、拓宽频带等方面已经遇到了难以突破的瓶颈。为此人们转向了隐身超材料的研究,而由于其共振吸收机制,吸波超材料存在难以克服的窄带缺点。近年来,基于散射调控机制的超表面在控制电磁波传播方面具有独特优势,且工作频带较宽,受到了广泛关注,但也无法避免其单一机制所带来的性能局限。基于此,本文结合了电磁波的吸收与散射两种机制,将传统吸波材料与超表面复合,设计了多种复合超表面来协同缩减RCS(Radar Cross Section,RCS),实现超宽频带的雷达隐身。具体工作如下:1)在RCS缩减超表面的设计中提出了工作频带互补的思路,通过理论计算揭示了其设计原理,并据此具体设计了两组超材料单元,分别为方片、方环和45°、135°短切线单元,将它们按照棋盘状排列构成散射调控超表面,实现了对RCS缩减带宽的拓展,并通过模拟仿真和实验证实了上述方案,为后面复合超表面的设计奠定了基础。2)提出将传统吸波材料与超材料复合的方案,推导出了复合超表面的RCS缩减的理论计算公式,设计了横、竖短切线超材料单元与磁性吸波单元按照棋盘状排列构成的复合超表面,结合电磁波吸收与散射两种机制,在薄层的条件下实现了超宽带RCS缩减。模拟和实验结果显示,吸收和散射两种机制分别在不同的频段对RCS缩减起主要贡献;同时,两种机制在同一频段内能够起到相互增强的作用,从而达到了宽带与强吸收兼顾的效果。此厚度为2 mm的复合超表面在5-34 GHz范围可以实现-6~-15 dB的宽带RCS缩减。3)提出将具有散射机制的超表面与结构吸波材料结合,以在保持其高频频段的宽带强吸收的同时,拓展其低频隐身性能。以蜂窝吸波材料为中间介质层,在其上方覆盖横、竖短切线超材料单元,构成复合超表面,结合吸收与散射效应,实现了RCS缩减频带向低频的拓展,增强了复合材料的低频隐身性能。本文充分利用传统吸波材料的优良吸波特性与超材料的可设计性,着力于两者的复合,结合吸收与散射两种机理,实现了RCS缩减带宽的拓展以及向低频的拓宽。这一工作对超材料与传统材料的复合、以及多机制隐身的集成有很好的启发作用。