【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微波天线，具体的说是涉及一种使用正六边形超表面的低剖面宽带低rcs法布里-珀罗谐振腔天线。
技术介绍
1、随着科技的发展与通讯领域的飞速进步，人们对信息的传递与接收有了极高的要求，而天线作为无线通信系统中发射机的终端和电磁波辐射的起点，具有重要的作用。另一方面，在雷达和卫星通信等需要实现远距离无线通信的领域内，高增益天线一直扮演重要的角色。在将超表面引入贴片天线的设计后，天线的研究与发展取得了极大的进步。
2、超表面作为一种负折射率的特殊材料，因为其独特的物理特性与极高的应用价值而被广泛研究。超表面通过改变其形状可对电磁波进行调控，从而优化天线的增益、带宽等参数。目前，电磁超表面用于改善天线性能主要有以下几个方面：一是在微带天线上层加载电磁超表面结构来提高天线增益、带宽等辐射特性；二是在天线表面引入电磁超表面结构来减小天线尺寸、改变极化方式等。超表面作为一种有利的工具与天线的发展相辅相成。而法布里-珀罗谐振腔天线具有结构简单、口径效率高的特点，且馈电结构简单。将超表面与法布里-珀罗谐振腔天线结合不仅有利于提高天线性能，同时也可能缩减天线的尺寸。
3、雷达散射截面(rcs)表示目标在雷达波照射下产生散射能力的强弱，目标雷达散射截面越低表示被探测的可能性越低。目前实现雷达散射截面的技术手段主要有几种，分别是天线修型或开槽、吸波材料加载以及无缘对消等。
4、现有的法布里-珀罗谐振腔天线存在诸多不足：1、现有的法布里-珀罗谐振腔天线设计的剖面相对较高，多为二分之一波长。2、现有的法布里-
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种全新的具有高增益、天线工作带宽提升的使用正六边形超表面的低剖面宽带低rcs法布里-珀罗谐振腔天线，该天线简化了高增益低剖面法布里-珀罗谐振腔天线的设计，将rcs降低超表面与降低天线的剖面结合，在运用正六边形超表面降低法布里-珀罗谐振腔剖面的同时，运用两个不同高度的人工磁导体的相位差降低天线的rcs，同时正六边形人工磁导体的强耦合作用也提高了增益，使得法布里-珀罗谐振腔天线的可用性大大增加。
2、为了达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术是一种基于正六边形周期结构超表面的宽带低剖面低rcs法布里-珀罗谐振腔天线，宽带低剖面低rcs法布里-珀罗谐振腔天线从上至下依次为上介质层、法布里-珀罗谐振腔和下介质层，上介质层与下介质层沿垂直方向设置，上介质层的上表面为蜂窝状排列的上介质层人工磁导体结构，上介质层的下表面为蜂窝状排列的部分反射面，所述部分反射面在上介质层人工磁导体结构正下方均按蜂窝状排列，人工磁导体结构和部分反射面按蜂窝状排列增大表面间的耦合，在减小尺寸的同时增强电磁波的反射性能；下介质层的上表面中心为有矩形辐射贴片，矩形辐射贴片的周围有一个辐射贴片矩形开口，下介质层的上表面、辐射贴片矩形开口的周围围绕有蜂窝状排列的所述上介质层人工磁导体结构同等结构的下介质层人工磁导体结构，与上介质层人工磁导体结构同等结构的下介质层人工磁导体结构，下介质层的下表面为金属接地板；上介质层人工磁导体结构和所述下介质层人工磁导体结构存在180°的相位差，降低了天线的rcs，宽带低剖面低rcs法布里-珀罗谐振腔天线采用同轴馈电，同轴馈电内芯贯穿下介质层与矩形辐射贴片连接，在下介质层形成馈电结构，矩形辐射贴片辐射出的电磁波在上介质层下表面的部分反射面与上介质层人工磁导体结构之间的空腔中反复传播从而增强了天线的增益，上下两层介质层图案的几何中心都在同一直线上。
4、本专利技术的进一步改进在于：上介质层人工磁导体结构和下介质层人工磁导体结构包括数个人工磁导体单元，人工磁导体单元蜂窝状排列，每个人工磁导体单元的中心为正六边形块，正六边形块由内向外依次设置有第二正六边形环和第一正正六边形环，所述第二正六边形环和所述第一正正六边形环之间的间距、正六边形块和所述第二正六边形环的间距相同。
5、本专利技术的进一步改进在于：上介质层下表面的部分反射面为正六边形块，正六边形块与上介质层人工磁导体结构之间的间隙、正六边形块与所述下介质层人工磁导体结构之间的间隙、人工磁导体单元与相邻的人工磁导体单元之间的间隙均相同。
6、本专利技术的进一步改进在于：第二正六边形环和所述第一正正六边形环之间的间距、正六边形块和所述第二正六边形环的间距均相等。第二正六边形环和第一正正六边形环均为金属贴片。
7、本专利技术的进一步改进在于：部分反射面中心设有横切面为矩形的反射面矩形开口，扩大天线的工作带宽，反射面矩形开口为长为y，宽为x的槽。
8、本专利技术的进一步改进在于：法布里-珀罗谐振腔的高度t为四分之一波长。
9、本专利技术的进一步改进在于：上介质层和下介质层均为边长不小于40mm的正方型结构，不存在任何开槽与切角。
10、本专利技术的进一步改进在于：上介质层人工磁导体结构、下介质层人工磁导体结构、上介质层的下表面的部分反射面均为正方形结构，正方形边长为p不小于15mm。
11、本专利技术的进一步改进在于：上介质层和下介质层均采用厚度为4mm的rogers rt5880，介电常数为2.2，俯视图外轮廓相同，人工磁导体与部分反射表面均与介质层紧密贴合。
12、本专利技术的有益效果是：
13、本专利技术提供一种实现低剖面宽带高增益低rcs法布里-珀罗谐振腔天线，填补了低剖面宽带高增益低rcs法布里-珀罗谐振腔天线的空白。与传统法布里-珀罗谐振腔天线相比，本专利技术的谐振腔天线将超表面设计成正六边形结构且按蜂窝状排列，增强了表面间的耦合提高了天线的工作带宽；同时经过对正六边形结构的超表面反射相位的调整降低了法布里-珀罗谐振腔天线的空腔高度，极大的降低了天线的剖面，且两层介质层间的反射波经过相位相消降低了天线的rcs。与传统低rcs法布里-珀罗谐振腔天线相比，此专利技术设计简单剖面低且增益得到了有效提高，
14、本专利技术辐射贴片辐射出的电磁波在上层介质层下表面的部分反射表面与下层介质层上表面的人工磁导体之间的空腔中反复传播从而增强了天线的增益。
15、为了满足法布里-珀罗谐振腔天线增强增益的设计要求，空腔高度与部分反射表面和人工磁导体的反射相位需满足射线追踪理论，通过对超表面的相位进行设计，使空腔高度从传统的二分之一波长降低至四分之一波长，这极大地降低了法布里-珀罗谐振腔天线的设计尺寸。
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1.一种基于正六边形周期结构超表面的宽带低剖面低RCS法布里-珀罗谐振腔天线，其特征在于：宽带低剖面低RCS法布里-珀罗谐振腔天线从上至下依次为上介质层(1)、法布里-珀罗谐振腔和下介质层(3)，所述上介质层(1)与所述下介质层(3)沿垂直方向设置，
2.根据权利要求1所述的基于正六边形周期结构超表面的宽带低剖面低RCS法布里-珀罗谐振腔天线，其特征在于：所述上介质层人工磁导体结构(101)和所述下介质层人工磁导体结构(201)包括数个人工磁导体单元，所述人工磁导体单元蜂窝状排列，每个所述人工磁导体单元的中心为正六边形块(303)，所述正六边形块(303)由内向外依次设置有第二正六边形环(302)和第一正正六边形环(301)，所述第二正六边形环(302)和所述第一正正六边形环(301)之间的间距(304)、正六边形块(303)和所述第二正六边形环(302)的间距(304)相同。
3.根据权利要求2所述的基于正六边形周期结构超表面的宽带低剖面低RCS法布里-珀罗谐振腔天线，其特征在于：所述上介质层(1)下表面的部分反射面为正六边形块(306)，所述正六边形块
4.根据权利要求3所述的基于正六边形周期结构超表面的宽带低剖面低RCS法布里-珀罗谐振腔天线，其特征在于：所述第二正六边形环(302)和所述第一正正六边形环(301)之间的间距(304)、正六边形块(303)和所述第二正六边形环(302)的间距(304)均相等，所述第二正六边形环(302)和所述第一正正六边形环(301)均为金属贴片。
5.根据权利要求1所述的基于正六边形周期结构超表面的宽带低剖面低RCS法布里-珀罗谐振腔天线，其特征在于：所述部分反射面中心设有横切面为矩形的反射面矩形开口，扩大天线的工作带宽。
6.根据权利要求1所述的基于正六边形周期结构超表面的宽带低剖面低RCS法布里-珀罗谐振腔天线，其特征在于：所述法布里-珀罗谐振腔的高度T为四分之一波长。
7.根据权利要求1所述的基于正六边形周期结构超表面的宽带低剖面低RCS法布里-珀罗谐振腔天线，其特征在于：所述上介质层(1)和所述下介质层(3)均为边长不小于40mm的正方型结构，不存在任何开槽与切角。
8.根据权利要求1所述的基于正六边形周期结构超表面的宽带低剖面低RCS法布里-珀罗谐振腔天线，其特征在于：所述上介质层人工磁导体结构(101)、所述下介质层人工磁导体结构(201)、所述上介质层(1)的下表面的部分反射面均为正方形结构，正方形边长为p不小于15mm。
9.根据权利要求1所述的基于正六边形周期结构超表面的宽带低剖面低RCS法布里-珀罗谐振腔天线，其特征在于：所述上介质层(1)和所述下介质层(3)均采用厚度为4mm的Rogers RT 5880，介电常数为2.2。
...【技术特征摘要】
1.一种基于正六边形周期结构超表面的宽带低剖面低rcs法布里-珀罗谐振腔天线，其特征在于：宽带低剖面低rcs法布里-珀罗谐振腔天线从上至下依次为上介质层(1)、法布里-珀罗谐振腔和下介质层(3)，所述上介质层(1)与所述下介质层(3)沿垂直方向设置，
2.根据权利要求1所述的基于正六边形周期结构超表面的宽带低剖面低rcs法布里-珀罗谐振腔天线，其特征在于：所述上介质层人工磁导体结构(101)和所述下介质层人工磁导体结构(201)包括数个人工磁导体单元，所述人工磁导体单元蜂窝状排列，每个所述人工磁导体单元的中心为正六边形块(303)，所述正六边形块(303)由内向外依次设置有第二正六边形环(302)和第一正正六边形环(301)，所述第二正六边形环(302)和所述第一正正六边形环(301)之间的间距(304)、正六边形块(303)和所述第二正六边形环(302)的间距(304)相同。
3.根据权利要求2所述的基于正六边形周期结构超表面的宽带低剖面低rcs法布里-珀罗谐振腔天线，其特征在于：所述上介质层(1)下表面的部分反射面为正六边形块(306)，所述正六边形块(306)与上介质层人工磁导体结构(101)之间的间隙、所述正六边形块(306)与所述下介质层人工磁导体结构(201)之间的间隙、人工磁导体单元与相邻的人工磁导体单元之间的间隙(305)均相同。
4.根据权利要求3所述的基于正六边形周期结构超表面的宽带低剖面低rcs法布里-珀罗谐振腔天线，其特征在于：所...
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