具有RCS缩减的Fabry-Perot谐振腔天线制造技术

本发明专利技术公开了一种具有RCS缩减的Fabry

【技术实现步骤摘要】
具有RCS缩减的Fabry
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Perot谐振腔天线


[0001]本专利技术属于电磁场与微波
，具体涉及一种加载超表面的具有RCS缩减的Fabry
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Perot谐振腔天线。

技术介绍

[0002]Fabry
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Perot谐振腔天线一般是上下两层平行结构，下层介质板的上表面放置一个馈源天线，下表面是金属地板，上层为部分反射层（Partially Reflective Surface, PRS），上下两层结构形成一个Fabry
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Perot谐振腔结构，此结构无需复杂的馈电网络就可以提升天线增益。当腔体达到某种谐振条件时，下表面辐射器发射的电磁波透射过上层PRS结构之后可实现同相叠加，以此提升天线的增益并锐化其波束宽度。但是传统的Fabry
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Perot谐振腔天线一般不具备RCS缩减功能。
[0003]随着缩减RCS技术的不断发展，一个超材料单元之中已可以同时实现带内散射和带外吸波来实现RCS缩减的功能，通过这种方式能够达到降低天线RCS的目的。考虑到当前的电磁环境日益复杂，研究加载超表面的具有RCS缩减功能的Fabry
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Perot谐振腔天线具有重要的理论和工程意义。
[0004]通常具有RCS缩减功能的F_P天线，能够实现的RCS缩减频带较窄，缩减RCS效果较差，在设计宽带RCS缩减的天线设计中，既需要考虑带内RCS缩减的技术手段，又需要考虑带外RCS缩减的实现方法，来满足宽带RCS缩减的天线设计。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，提供一种具有RCS缩减功能的Fabry
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Perot谐振腔天线，能有效解决传统具有RCS缩减功能的Fabry
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Perot谐振腔天线雷达散射面积较大的现状。为实现谐振腔天线多功能化提供重要的技术支持，具有重要的价值。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种具有RCS缩减功能的Fabry
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Perot谐振腔天线，谐振腔天线包括上层板和下层板，所述下层板的上表面贴有贴片天线，所述贴片四周分布“工”字形的EBG结构，所述下层板下表面为金属地板；所述上层板包含两层超表面PRS介质板，分别为第一超表面介质板和第二超表面介质板，每层超表面介质板的上、下表面分别加载不同超材料结构；其中，第一超表面介质板的上表面及下表面均设有折叠“工”字形吸波结构，且设置两层吸波结构关于中心呈一定旋转角度；第二超表面介质板的上表面设有编码后的金属方形贴片，下表面设有金属贴片；所述上层板与下层板之间以及上层板的两层超表面PRS介质板之间皆为空气腔。
[0007]作为优选，第一超表面介质板的四角对称放置若干个折叠“工”字形吸波结构单元，所述折叠“工”字形吸波结构为“工”字形的吸波结构加以弯折处理，即将“工”字形的中间部分连续若干次弯折，并保持呈中心对称。
[0008]作为优选，编码后的金属方形贴片为边长不一的若干金属方形贴片规则/不规则排布，彼此之间构成相位梯度，以实现天线带内的RCS缩减功能。
[0009]作为优选，下层介质板的上表面与第二超表面介质板的下表面之间的空气腔体高度为h1，第二超表面介质板的上表面和第一超表面介质板的下表面之间的空气腔体高度为h2，h1＞h2。
[0010]与现有技术相比，本专利技术的优势在于：1. 采用了宽带缩减RCS的技术，具体形式为在8
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12GHz设计了一种散射表面，实现了天线带内RCS的缩减，同时又对带外进行吸波表面的设计，有效缩减了带外RCS；2. 采用了相位梯度表面和吸波表面的一体化设计，从而设计了一种能同时具有吸波
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散射特性的RCS缩减表面；3.将前述RCS表面与F
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P天线相结合，既可以实现高增益笔形波束的辐射又可以同时降低天线的RCS。
附图说明
[0011]图1 是本专利技术一个实施例的谐振腔天线的结构侧视图；图2（a）是本专利技术一个实施例的谐振腔天线的上层板中第二超表面单元中下表面结构示意图图2（b）是本专利技术一个实施例的谐振腔天线的上层板中第二超表面单元中上表面结构示意图；图3 是本专利技术一个实施例的谐振腔天线的上层板中第二超表面的上表面示意图；图4（a）是本专利技术一个实施例的谐振腔天线的上层板中第一超表面单元中上表面结构示意图；图4（b）是本专利技术一个实施例的谐振腔天线的上层板中第一超表面单元中下表面结构示意图；图5（a）是本专利技术一个实施例的谐振腔天线的下层板贴片天线结构示意图；图5（b）是本专利技术一个实施例的谐振腔天线的下层板贴片天线结构侧视图；图6（a）是本专利技术一个实施例的仿真结果图的S
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图；图6（b）是本专利技术一个实施例的仿真结果图的频率
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增益图；图6（c）是本专利技术一个实施例的仿真结果图的方向图；图6（d）是本专利技术一个实施例的谐振腔天线的仿真结果图的RCS缩减效果图。
[0012]附图标记：1
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电阻，2
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第一超表面介质板，3
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第二超表面介质板，4
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贴片天线，5
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工字型EBG结构，6
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金属地板。
具体实施方式
[0013]为了更加清楚明白地阐明本专利技术的目的、技术方案及优点，以下结合附图及实施例，对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0014]本专利技术公开了一种具有RCS缩减的Fabry
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Perot谐振腔天线，通过“工”字形的吸波面实现吸波效果，通过编码后的金属方形贴片实现散射效果。通常，采用单层散射的PGM结构，只能实现40%相对带宽的散射隐身频带，且引入吸波器会带来天线增益下降，因此本发
明在设计时针对天线工作频带，使用散射功能层进行缩减RCS处理；另外通过设计一种能够带外进行吸波的吸波器，有效扩展了RCS缩减带宽，最终实现了在不影响天线高增益辐射性能的情况下仍然具有低RCS的高增益天线设计。
[0015]如图1至图5（a）、图5（b）所示，本专利技术实施例的具有RCS缩减的Fabry
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Perot谐振腔天线为三层结构，包括上层板和下层板，其中，上层板包括两层超表面PRS介质板，为第一超表面介质板2和第二超表面介质板3，即第一超表面介质板2、第二超表面介质板3以及下层板共同构成谐振腔天线的层间结构，且层间皆为空气腔，空气腔的高度分别为h2和h1，且h2＜h1。
[0016]如图2（a）、图2（b）所示，为第二超表面介质板的下表面及上表面放置的金属方形贴片单元示意图，其中下表面放置的金属方形贴片单元的边长为wc，上表面放置的能够构成相位梯度的若干金属方形贴片的边长为wi，金属方形贴片的边长不一，p为超本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具有RCS缩减的Fabry
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Perot谐振腔天线，其特征在于：所述谐振腔天线包括上层板和下层板，所述下层板的上表面贴有贴片天线，所述贴片四周分布“工”字形的EBG结构，所述下层板下表面为金属地板；所述上层板包含两层超表面PRS介质板，分别为第一超表面介质板和第二超表面介质板，每层超表面介质板的上、下表面分别加载不同超材料结构；其中，第一超表面介质板的上表面及下表面均设有折叠“工”字形吸波结构，且设置两层吸波结构关于中心呈一定旋转角度；第二超表面介质板的上表面设有编码后的金属方形贴片，下表面设有金属贴片；所述上层板与下层板之间以及上层板的两层超表面PRS介质板之间皆为空气腔。2.根据权利要求1所述的具有RCS缩减的Fabry
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Perot谐振腔天线，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：于家伟，李荣浩，沈嵘，
申请(专利权)人：南京华成微波技术有限公司，
类型：发明
国别省市：