本发明专利技术公开了一种中频宽频透射极化转换的新型多功能隐身天线罩，涉及新型人工电磁超材料领域。通过在宽带透射型极化转化带的两侧分别设计高频宽带极化转换和低频宽带吸波结构，使得该新型多功能隐身天线罩在不影响其透射带极化转化效率的前提下，降低通带两侧的RCS，达到带外隐身的目的。该天线罩由透射型极化转化单元、反射型极化转化单元和吸波单元组成，与传统的吸波型隐身天线罩相比，本申请在传统的透射带基础上增加了透射型极化转化功能，在不同的频段范围内集成了透射极化转化、反射极化转化和吸波多种功能，在低RCS隐身天线罩领域具有广泛的应用背景。线罩领域具有广泛的应用背景。线罩领域具有广泛的应用背景。
【技术实现步骤摘要】
一种中频宽频透射极化转换的新型多功能隐身天线罩
[0001]本专利技术涉及天线罩
，特别涉及一种中频宽频透射极化转换的新型多功能隐身天线罩。
技术介绍
[0002]在现代化战争中，雷达技术是最主要的探测手段，大量应用于飞机、导弹、航海等领域，雷达罩的应用也日趋广泛。雷达罩天线罩不仅可以保护天线，防止其收到雨雪、大风、灰尘等外界环境的干扰，而且具有一定的频选功能，可以减少周围反射天线的干扰。
[0003]根据雷达作用方程，雷达在自由空间的最大探测距离与目标的雷达散射截面（Radar Cross Section, RCS）的4次方根成正比，RCS每减小10dB，可使雷达作用距离减小约44%。因此在保证自身雷达正常收发电磁波的前提下，提高雷达罩的隐身性能显得至关重要。通常雷达罩隐身技术是通过涂覆吸波材料来实现的，但是涂覆吸波材料的隐身方法不可避免的会对雷达罩通带的电性能影响较大，比如增大通带插入损耗，通带频率偏移等负面效果，因此直接涂覆吸波材料进行隐身并不是一个好办法。
[0004]目前，通常选用频率选择表面对入射电磁波的传输和反射进行调控，以减小雷达罩的后向RCS；一种是将频率选择表面与超材料吸波器联合构成频率选择表面吸波体，将带外的反射信号吸收，以减小RCS，但是由于需要大量的集总电阻或者高阻碳浆来吸收带外反射信号，所以频率选择表面吸波体制作工艺复杂，成本比较高；另一种是将频率选择表面与超表面设计相结合，将带外的反射信号散射到其他方向减小后向RCS，但是这种方法往往是以牺牲其他方向的RCS为代价。
[0005]本专利技术设计的中频宽频透射极化转换的新型多功能隐身天线罩，在不影响雷达天线罩透射窗口的前提下，采用透射型极化转换单元替代一般频率选择吸波体的 ，在不影响电磁波透射效率的前提下将透射波的进行线性极化转换，同时在低频侧吸波，高频侧反射极化转换，对通带两侧进行低RCS设计，实现整体结构的隐身效果。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是针对当前技术的难点，通过超材料反射极化转换层、超材料吸波层和透射型极化转化层级联的方式，同时对反射和透射的电磁波进行调控，提供一种在中频产生一个宽频带低插损透射极化转换窗口，低频产生宽带吸波和高频产生宽频带反射型极化转换的方案。其性能特征在于：（1）一个中频宽通带极化转换透射窗口，具有低插损、宽频带、转化效率高的特性；（2）在中频透射窗口的两侧，高频区具有一个宽频带反射型极化转换带，低频区具有一个宽频吸波带；此外，其结构为二维平面结构，结构简单，加工成本低。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种中频宽频透射极化转换的新型多功能隐身天线罩，所述天线罩从上至下依次为若干个第一金属单元阵列排布构成的第一金属层，用于附着第一金属层的第一介质层、
空气作为介质的第一空气层、由若干个第二金属谐振单元阵列排布构成的第二金属层、用于附着第二金属层的第二介质层、空气作为介质的第二空气层、由第三金属单元阵列排布构成的第三金属层、用于附着第三金属层的第三介质层、由第四金属单元阵列排布构成的第四金属层、用于附着第四金属层的第四介质层、由第五金属单元阵列排布构成的第五金属层；其中，所述第一金属单元、第二金属谐振单元、第三金属单元、第四金属单元、第五金属单元的均为正方形晶格；每个所述第一金属单元中间设置有“I”型金属，且“I”型金属单元与该第一金属单元的对角线平行；每个所述第二金属谐振单元的中间设置方环型螺旋金属线，金属谐振单元的四周设置了加载集总电阻的四个金属箭头，每个金属箭头均与方环型螺旋金属线相连；每个所述第三金属单元中设置了垂直金属条带，垂直金属条带与第三金属单元的一条边平行，每个所述第五金属单元中设置了水平金属条带，水平金属条带与第五金属单元的一条边平行；且垂直金属条带与水平金属条带在空间上相互垂直；每个所述第四金属单元中设置了对角线金属条带，对角线金属条带与该第四金属单元的对角线平行。
[0008]为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：进一步地，在高频的反射极化转换频带内，第一金属层、第一介质层作为反射极化转换单元，下层金属层：第三金属层、第四金属层、第五金属层，介质层：第三介质层、第四介质层共同作为金属接地面，通过中间介质层：第一空气层、第二空气层的调节，实现对高频电磁波的反射极化转换。
[0009]进一步地，在低频的吸波频带内，第二金属层、第二介质层作为具有透射窗口的低频宽带吸波单元，下层金属层：第三金属层、第四金属层、第五金属层，介质层：第三介质层、第四介质层共同作为金属接地面，通过中间介质层：第二空气层调节，实现对低频电磁波的吸波。
[0010]进一步地，在中频透射频带内，入射电磁波在经过上层金属层：第一金属层、第二金属层，介质层：第一介质层、第一空气层、第二介质层、第二空气层时不发生透射极化转化，当入射到下层极化转换层：第三金属层、第三介质层、第四金属层、第四介质层、第五金属层时发生透射极化转换。
[0011]进一步地，在透射型极化转换通带的两侧分别设计高频反射宽带极化转换结构和低频宽带吸波结构，使得隐身天线罩在不影响其宽频带透射极化转换的前提下，降低通带两侧的RCS。
[0012]进一步地，用于附着第一金属层的第一介质层为相对介电常数为2.2的F4B基板；用于附着第二金属层的第二介质层、用于附着第三金属层的第三介质层和用于附着第四金属层的第四介质层均为相对介电常数为3.5的F4B基板。
[0013]进一步地，由各个单元分别构成的第一金属层、第二金属层、第三金属层、第四金属层和第五金属层的材质相同，均为铜。
[0014]本专利技术的有益效果是：（1）本申请将透射型宽带极化转化结构与反射型宽带极化转换结构以及宽带吸波结构联合设计，提供了一种中频宽频透射极化转换的新型多功能隐身天线罩，抑制了传统的频率选择表面天线罩的带外强反射，带外隐身效果更好；同时由于在透射频带内引入了
极化转化功能，起到了增强信号传输保密性的效果，应用范围更加广泛。
[0015]（2）本申请在透射带频带内，入射的电磁波不仅能以较小的插损透射出去，而且透射出去的电磁波的极化特性会发生转换，进一步加强了信号传输的保密性。
附图说明
[0016]图1是本专利技术整体结构立体示意图。
[0017]图2是本专利技术各个单元结构分层示意图。
[0018]图3是本专利技术第一金属单元的结构示意图。
[0019]图4是本专利技术第二金属单元的结构示意图。
[0020]图5是本专利技术第三金属单元的结构示意图。
[0021]图6是本专利技术第四金属单元的结构示意图。
[0022]图7是本专利技术第五金属单元的结构示意图。
[0023]图8是本专利技术透射系数和反射系数曲线的示意图。
[0024]图中：1、第一金属单元，2、第一介质层，3、第一空气层，4、第二金属单元，5、第二介质层，6、第二空气层，7、第三金属单元，8、第三介质层，9、第四金属单元，10、第四介质层，11、第五金属本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种中频宽频透射极化转换的新型多功能隐身天线罩，其特征在于，所述天线罩从上至下依次为若干个第一金属单元（1）阵列排布构成的第一金属层，用于附着第一金属层的第一介质层（2）、空气作为介质的第一空气层（3）、由若干个第二金属单元（4）阵列排布构成的第二金属层、用于附着第二金属层的第二介质层（5）、空气作为介质的第二空气层（6）、由第三金属单元（7）阵列排布构成的第三金属层、用于附着第三金属层的第三介质层（8）、由第四金属单元（9）阵列排布构成的第四金属层、用于附着第四金属层的第四介质层（10）、由第五金属单元（11）阵列排布构成的第五金属层；其中，所述第一金属单元（1）、第二金属单元（4）、第三金属单元（7）、第四金属单元（9）、第五金属单元（11）的周期均为正方形；每个所述第一金属单元（1）中间设置有沿单元对角线放置的“I”型金属谐振结构，；每个所述第二金属谐振单元（4）的中间设置方环型螺旋金属线，第二金属谐振单元（4）的四周设置了加载集总电阻的四个金属箭头，每个金属箭头均与方环型螺旋金属线相连；每个所述第三金属单元（7）中设置了垂直金属条带，垂直金属条带与第二金属单元（7）的一条边平行，每个所述第四金属单元（11）中设置了水平金属条带，水平金属条带与第四金属单元（11）的一条边平行；且垂直金属条带与水平金属条带在空间上相互垂直；每个所述第三金属单元（9）中设置了对角线金属条带，对角线金属条带与该第三金属单元（9）的对角线平行。2.根据权利要求1所述的一种中频宽频透射极化转换的新型多功能隐身天线罩，其特征在于，在高频的反射极化转换频带内，第一金属层、第一介质层（2）作为反射极化转换单元，下层金属层：第三金属层、第四金属层、第五金属层，介质层：第三介质层（8）、第四介质层（10）共同作为金属接地面，通过中间...
【专利技术属性】
技术研发人员：王玲玲，朱敏，
申请(专利权)人：金陵科技学院，
类型：发明
国别省市：
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