一种基于液体的低散射可重构缝隙天线制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种基于液体的低散射可重构缝隙天线，涉及雷达探测技术领域。具体的，介质基板正面为缝隙天线阵，介质基板背面为馈电网络，缝隙天线阵表面周期排布块状形水基吸波体，上层容器与缝隙天线阵上表面排布的水基吸波体保持一致，二者构成密闭结构；水层则填充在该密闭结构中，天线后为金属背板。本发明专利技术通过将缝隙阵列天线与水基吸波体结合起来，利用水的高损耗、流动性，构建了基于液体的低散射可重构天线，并实现良好阻抗匹配，在保证缝隙阵列天线辐射性能的前提下，达到天线低散射、RCS可重构性能。本发明专利技术以水的色散特性为研究基础，通过对水的抽入与抽出，获得天线的低散射、RCS可重构性能。RCS可重构性能。RCS可重构性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于液体的低散射可重构缝隙天线


[0001]本专利技术涉及雷达探测
，尤其涉及一种基于液体的低散射可重构缝隙天线。

技术介绍

[0002]随着探测技术及隐身技术的发展，平台目标的雷达散射截面(RCS)缩减具有重大的军事意义。平台上的天线系统的RCS缩减已成为制约平台隐身的瓶颈。相比于平台自身，通过改变自身形状、表面贴装吸波材料，可显著改善平台自身的散射特性，天线作为一种特殊散射体，在缩减RCS的同时，还必须满足其辐射性能要求。
[0003]近年来人工超材料被应用于天线的RCS缩减中，比如带通型频率选择吸波体作为天线罩，可以让天线带内的电磁波辐射出去，而让带外电磁波被吸收，从而实现了天线RCS缩减。但是这种方法很容易让天线罩发热，从而影响天线的工作性能。利用人工磁导体(AMC)的零反射相位特性，通过将AMC在天线周围适当的排布，利反射波相位差为180。，从而实现相消的目的。
[0004]这种方法的缺陷在于只能实现某一方向上的单站RCS缩减，会导致其他方向的RCS增加。而大部分天线的RCS缩减，尽管对于敌方探测实现隐身，但是对于己方探测来说也有一定的难度。

技术实现思路

[0005]本专利技术的实施例提供一种基于水的低散射可重构缝隙天线，单元结构的中间水层内部处处连通，从而构成高损耗谐振腔体，实现了基于液体的宽频段吸波性能。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：
[0007]按照层级从高到低的顺序依次包括：上层容器(1)、缝隙天线阵(3)、介质基板(4)和金属背板(6)，其中，在介质基板(4)的正面铺设有缝隙天线阵(3)，在介质基板(4)的背面铺设有馈电网络(5)；上层容器(1)背后开有槽型结构，开设出槽型结构呈矩阵排列，上层容器(1)与缝隙天线阵(3)安装并贴合，各个槽型结构与所贴合的缝隙天线阵(3)形成空腔；一个槽型结构与至少另一个相邻的槽型结构之间，开设有导流孔，以便于液体在一个槽型结构与至少另一个相邻的槽型结构之间流动，当液体注满所有的空腔后，在每个空腔中形成块状水，得到中间块状水层(2)，且中间块状水层(2)中的所有的块状水都按照所述矩阵进行排列。中间水层(2)采用的液体材料为电磁参数满足Debye模型的纯水。
[0008]空腔的长和宽l
w
均为5mm，厚度h
w
为5mm，在所述矩阵中相邻的空腔之间间距为4mm。缝隙天线阵(3)的缝长l为33.2mm，宽度w为3mm，阵元间距d为30mm，缝隙天线阵(3)的工作频带接近3.1GHz。
[0009]下层基板(4)采用相对介电常数为4.3，损耗角正切为0.025的FR4介质材料。下层基板(4)的长度L为220mm，宽度W为110mm，厚度为1mm。上层容器(1)采用介电常数为2.67且损耗角正切为0.01的亚克力材料。
[0010]本专利技术实施例提供的基于水的低散射可重构缝隙天线，在介质基板正面为缝隙天线阵，介质基板背面为馈电网络，缝隙天线阵表面周期排布块状形水基吸波体，上层容器与缝隙天线阵上表面排布的水基吸波体保持一致，二者构成密闭结构；水层则填充在该密闭结构中，天线后为金属背板。本专利技术通过将缝隙阵列天线与水基吸波体结合起来，利用水的高损耗、流动性，构建了基于液体的低散射可重构天线，并实现良好阻抗匹配，在保证缝隙阵列天线辐射性能的前提下，达到天线低散射、RCS可重构性能。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本专利技术实施例提供的一些实施例，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它的附图。
[0012]图1为本专利技术实施例提供的基于液体的低散射RCS可重构天线背向分层示意图；
[0013]图2为本专利技术实施例提供的馈电网络结构图；
[0014]图3为本专利技术实施例提供的水基吸波体单元结构；
[0015]图4为本专利技术实施例提供的基于液体的低散射RCS可重构天线正向分层示意图；
[0016]图5为本专利技术实施例提供的基于液体的低散射天线的单站RCS图；
[0017]图6为本专利技术实施例提供的基于液体的低散射天线的双站RCS图；
[0018]图7为本专利技术实施例提供的基于液体的低散射天线的E面辐射方向图；
[0019]图8为本专利技术实施例提供的基于液体的低散射天线的H面辐射方向图。
[0020]图9为本专利技术实施例提供的水的Debye模型曲线。
[0021]图10为本专利技术实施例提供的天线的S参数曲线。
具体实施方式
[0022]为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。下文中将详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/ 或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0023]雷达散射截面积(RCS)是定义目标散射特性的物理量，目标在入射雷达波照射时呈现的等效散射面积。比较传统的RCS缩减包括四个：整形技术、涂敷吸波材料、无源对消、有源对消。其中，整形技术往往争对于平台自身的RCS特性，由于天线需保证自身的辐射特性，所以难以改变其形状。涂敷吸波材料的问题是当吸波材料吸收了能量之后，自身温度升高，如果散射跟不上，那么温度的变化会改变器件的电气性能。无源对消和有源对消由于技术难度和成本的原因，应用没有前面两种多。
[0024]现有的缺陷在于只能实现某一方向上的单站RCS缩减，会导致其他方向的 RCS增加。而大部分天线的RCS缩减，尽管对于敌方探测实现隐身，但是对于己方探测来说也有一定的难度。本专利技术旨在提供一种低散射、RCS可重构的缝隙天线，克服上述现有技术中存在的问题，涉及一种基于水的低散射可重构缝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于液体的低散射可重构缝隙天线，其特征在于，按照层级从高到低的顺序依次包括：上层容器(1)、缝隙天线阵(3)、介质基板(4)和金属背板(6)，其中，在介质基板(4)的正面铺设有缝隙天线阵(3)，在介质基板(4)的背面铺设有馈电网络(5)；上层容器(1)背后开有槽型结构，开设出槽型结构呈矩阵排列，上层容器(1)与缝隙天线阵(3)安装并贴合，各个槽型结构与所贴合的缝隙天线阵(3)形成空腔；一个槽型结构与至少另一个相邻的槽型结构之间，开设有导流孔，以便于液体在一个槽型结构与至少另一个相邻的槽型结构之间流动，当液体注满所有的空腔后，在每个空腔中形成块状水，得到中间块状水层(2)，且中间块状水层(2)中的所有的块状水都按照所述矩阵进行排列。2.根据权利要求1所述的基于液体的低散射可重构缝隙天线，其特征在于，空腔的长和宽l
w
均为5mm，厚度h
w
为...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔祥鲲，邹余坤，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：