一种吸波透波一体化超材料天线罩及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种吸波透波一体化超材料天线罩及其应用，属于超材料领域。该天线罩包括介质结构层、吸波夹芯层和频率选择表面层。介质结构层包括第一和第二介质基板，第一介质基板设于吸波夹芯层的一侧，频率选择表面层设于吸波夹芯层的远离第一介质基板的一侧，第二介质基板设于频率选择表面层的远离吸波夹芯层的一侧。该天线罩通过设置介质结构层、吸波夹芯层和频率选择表面层，可实现在雷达天线罩工作频带内高效透波，同时利用频率选择表面对带外电磁波的反射作用作为吸波夹芯的反射层，实现吸波目的，从而实现对双(多)基站雷达或者空基雷达系统等利用收发分置的系统的隐身。将其用于光学成像或小型化天线或电磁波隐形中，吸波透波效果明显。

【技术实现步骤摘要】
一种吸波透波一体化超材料天线罩及其应用
本专利技术涉及超材料领域，且特别涉及一种吸波透波一体化超材料天线罩及其应用。
技术介绍
超材料是一种人工电磁功能材料，其基本组成单元是介于宏观与微观之间的介观微结构。以左手材料，光子晶体，频率选择表面(FSS)为代表的超材料在光学成像，小型化天线，电磁波隐形等领域有广泛的应用前景。目前，已有诸多金属箔周期单元结构作为FSS应用于天线罩领域。以FSS为基础的混合雷达罩技术可以实现天线系统频域的隐身。在天线罩中加入带通FSS可以制成带内透波、带外全反射的选频透波天线罩，可以使天线系统在透波频带内外表现出不同的RCS特性。FSS天线罩在天线系统工作频带内有很好的透波性能，不影响天线正常工作；在频带之外，可以借助隐身外形设计，将带外雷达波反射到远离来波的方向，减小带外单站RCS。这种FSS天线罩通过将主要威胁方向的雷达来波反射到其它方向，面对单基站雷达探测能有效实现天线系统的隐身。然而，这种隐身手段不能实现全方位的隐身，从某些视角来看可能产生很大的RCS增加。针对这种隐身技术缺陷的反隐技术也逐渐发展。其中，利用雷达组网技术的双(多)基站雷达或者空基雷达系统可以利用收发分置的系统，接收隐身目标散射到其他方向的雷达波信号，对其进行探测与识别，具有很强的反隐身潜力。FSS隐身天线罩面对这些反隐身技术有失去隐身能力危险。因此，需要寻找一种性能较佳的吸波透波一体化超材料天线罩。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种吸波透波一体化超材料天线罩，该吸波透波一体化超材料天线罩通过设置介质结构层、吸波夹芯层和频率选择表面层，可以实现在雷达天线罩工作频带内高效透波，同时利用频率选择表面对带外电磁波的反射作用作为吸波夹芯的反射层，实现吸波目的，从而实现对双(多)基站雷达或者空基雷达系统等利用收发分置的系统的隐身，具有重要的应用前景。本专利技术的目的之二在于提供一种上述吸波透波一体化超材料天线罩的应用，将其用于光学成像或小型化天线或电磁波隐形中，吸波和透波效果明显。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：本专利技术实施例提出一种吸波透波一体化超材料天线罩，包括介质结构层、吸波夹芯层和频率选择表面层。介质结构层包括第一介质基板和第二介质基板，第一介质基板设置于吸波夹芯层的一侧，频率选择表面层设置于吸波夹芯层的远离第一介质基板的一侧，第二介质基板设置于频率选择表面层的远离吸波夹芯层的一侧。优选地，第一介质基板和第二介质基板的厚度均不超过3mm。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，吸波夹芯层包括第一吸波夹芯层和第二吸波夹芯层，第一吸波夹芯层设置于第一介质基板与频率选择表面层之间，第二吸波夹芯层设置于第一吸波夹芯层与频率选择表面层之间。优选地，第一吸波夹芯层与第二吸波夹芯层的厚度均不超过20mm。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，频率选择表面层包括第一金属层、第三介质基板和第二金属层，第三介质基板设置于第二吸波夹芯层与第二介质基板之间，第一金属层设置于第二吸波夹芯层与第三介质基板之间，第二金属层设置于第三介质基板与第二介质基板之间。优选地，第三介质基板的厚度不超过15mm。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，第一金属层和第二金属层均由多个金属贴片单元构成，金属贴片单元为中空正六边形金属，每个金属贴片单元的每条边均外接一个中空正六边形金属。优选地，中空正六边形金属的边长为2-4mm，中空正六边形金属的宽度为0.2-0.6mm。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，第一介质基板和第二介质基板均由高分子复合材料制得，高分子复合材料包括树脂基体和增强纤维；优选地，树脂基体包括环氧树脂、乙烯基酯树脂、不饱和聚酯树脂、氰酸酯树脂和聚氨酯树脂中的至少一种；优选地，增强纤维包括玻璃纤维、石英纤维和kevlar纤维中的至少一种。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，第一介质基板和第二介质基板的介电常数均介于2.5(1-j0.001)至3.8(1-j0.01)之间。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，第一吸波夹芯层和第二吸波夹芯层均由吸波蜂窝或吸波泡沫组成。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，第一金属层和第二金属层中的金属均包括铜。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，第三介质基板由包括芳纶纸蜂窝、PMI泡沫、PVC泡沫和PET泡沫中的任意一种的材料制得。本专利技术实施例还提出一种上述吸波透波一体化超材料天线罩的应用，例如可将其用于光学成像或小型化天线或电磁波隐形中。本专利技术较佳实施例提供的吸波透波一体化超材料天线罩及其应用的有益效果是：通过设置介质结构层、吸波夹芯层和频率选择表面层，可以实现在雷达天线罩工作频带内高效透波，同时利用频率选择表面对带外电磁波的反射作用作为吸波夹芯的反射层，实现吸波目的，从而实现对双(多)基站雷达或者空基雷达系统等利用收发分置的系统的隐身，具有重要的应用前景。将本专利技术方案提供的吸波透波一体化超材料天线罩用于光学成像或小型化天线或电磁波隐形中，吸波和透波效果明显。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例1中吸波透波一体化超材料天线罩的爆炸结构示意图；图2为本专利技术实施例1中吸波透波一体化超材料天线罩的整体结构示意图；图3为本专利技术实施例1中吸波透波一体化超材料天线罩中频率选择表面层的结构示意图；图4为本专利技术实施例1中吸波透波一体化超材料天线罩中第一金属层的结构示意图；图5为本专利技术实施例1中吸波透波一体化超材料天线罩中第二金属层的结构示意图；图6为本专利技术实施例1中吸波透波一体化超材料天线罩的实测传输曲线。图标：100-介质结构层；101-第一介质基板；102-第二介质基板；200-吸波夹芯层；201-第一吸波夹芯层；202-第二吸波夹芯层；300-频率选择表面层；301-第一金属层；302-第三介质基板；303-第二金属层。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“垂直”等术语并不表示要求部件绝对垂直，而是可以稍微倾斜。如“垂直”仅仅是指其方向相对“水平”而言更加垂直，并不是表示该结构一定要完全垂直，而是可以稍微倾斜。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸波透波一体化超材料天线罩，其特征在于，包括介质结构层、吸波夹芯层和频率选择表面层；所述介质结构层包括第一介质基板和第二介质基板，所述第一介质基板设置于所述吸波夹芯层的一侧，所述频率选择表面层设置于所述吸波夹芯层的远离所述第一介质基板的一侧，所述第二介质基板设置于所述频率选择表面层的远离所述吸波夹芯层的一侧；优选地，所述第一介质基板和所述第二介质基板的厚度均不超过3mm。

【技术特征摘要】
1.一种吸波透波一体化超材料天线罩，其特征在于，包括介质结构层、吸波夹芯层和频率选择表面层；所述介质结构层包括第一介质基板和第二介质基板，所述第一介质基板设置于所述吸波夹芯层的一侧，所述频率选择表面层设置于所述吸波夹芯层的远离所述第一介质基板的一侧，所述第二介质基板设置于所述频率选择表面层的远离所述吸波夹芯层的一侧；优选地，所述第一介质基板和所述第二介质基板的厚度均不超过3mm。2.根据权利要求1所述的吸波透波一体化超材料天线罩，其特征在于，所述吸波夹芯层包括第一吸波夹芯层和第二吸波夹芯层，所述第一吸波夹芯层设置于所述第一介质基板与所述频率选择表面层之间，所述第二吸波夹芯层设置于所述第一吸波夹芯层与所述频率选择表面层之间；优选地，所述第一吸波夹芯层与所述第二吸波夹芯层的厚度均不超过20mm。3.根据权利要求2所述的吸波透波一体化超材料天线罩，其特征在于，所述频率选择表面层包括第一金属层、第三介质基板和第二金属层，所述第三介质基板设置于所述第二吸波夹芯层与所述第二介质基板之间，所述第一金属层设置于所述第二吸波夹芯层与所述第三介质基板之间，所述第二金属层设置于所述第三介质基板与所述第二介质基板之间；优选地，所述第三介质基板的厚度不超过15mm。4.根据权利要求3所述的吸波透波一体化超材料天线罩，其特征在于，所述第一金属层和所述第二金属层均由多个金属贴片单元构成，所述金属贴片单元为中空正六边形金属，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊鹏，曹斌，夏云，刘序旻，何惊华，庄蕊，王莉，尹生，杨东，毛晶晶，邹如荣，
申请(专利权)人：航天科工武汉磁电有限责任公司，中国船舶工业集团公司第七零八研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42