【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于天线，具体涉及一种基于有耗超表面和amc结构的低rcs f-p谐振腔天线。
技术介绍
1、天线是雷达、通信、导航等电子系统收、发电磁波的重要组成部分，其性能直接影响到军事电子系统的效能和作战能力。在不影响天线性能的前提下，尽可能减小其雷达散射截面对提升作战系统的生存能力和突防能力至关重要。受天线性能影响，一般军用天线的外形设计自由度较低，不易通过优化外形减小雷达回波；由于损耗部件的引入，吸波材料的加载势必会影响天线辐射/接收电磁波的能力；而加载隐身天线罩无法实现带内rcs减缩，无法在天线工作频段实现雷达隐身。因此，平衡天线工作频带内的辐射和散射特性是低rcs天线设计的重中之重。除此之外，由于军事装备空间的限制和较高的隐身需求，低剖面设计和缩减量的提升对低rcs天线而言也至关重要。
2、1956年，美国科学家g.v.trentini创新性地将fabry-perot谐振腔理论首次拓展到天线领域，以波导喇叭作为馈源，在波导喇叭口上方放置一层由金属网栅构成的部分反射表面，使之与天线地板形成f-p谐振腔，电磁波在其中经多次反射后显著提升了主辐射方向上增益。
3、由于f-p天线易集成和小型化以及馈电方式多样等特点，目前已有众多对低rcsf-p谐振腔天线的研究。2017年，lei zhang等人提出了一款基于漫散射结构的低rcs f-p谐振天线，该工作设计了四种反射相位共覆盖270°的部分反射单元，通过一定的排布实现漫反射，实现了天线的双站rcs减缩。但是散射单元的反射相位随频率变化较大，其rcs缩减带宽
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于有耗超表面和amc结构的低rcs f-p谐振腔天线。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
2、一种基于有耗超表面和amc结构的低rcs f-p谐振腔天线包括：位于上部的吸收型部分反射表面结构1)和位于下部的馈源天线结构2)；
3、其中，所述吸收型部分反射表面结构1包括有耗超表面层11、金属贴片共地层12、金属贴片amc1层13、第一介质基板层14和第二介质基板层15；所述第一介质基板层14设置在所述有耗超表面层11与所述金属贴片共地层12之间，所述第二介质基板层15设置在所述金属贴片共地层12与所述金属贴片amc1层13之间；
4、所述馈源天线结构2包括天线贴片层21、金属地板层22、同轴结构23和第三介质基板层24，所述天线贴片层21与所述金属地板层22均设置在所述第三介质基板层24之上，且相对设置；所述同轴结构23连接在所述天线贴片层21与所述金属地板层22之间。
5、有益效果：
6、本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：
7、1、本专利技术采用f-p谐振腔天线形式，下部的馈源天线结构作为谐振腔的馈源和下反射面，上层吸收型prs层作为谐振腔的上反射面，其表面的石墨烯周期阻性贴片实现天线低rcs，prs层和馈源天线周围铺设的amc贴片结构用以构建f-p天线中上、下反射面的相位以实现天线低剖面设计。
8、2、本专利技术采用的微带天线简化了馈源天线设计，利用吸波率定性分析吸收型prs层对天线辐射性能，包括方向性、辐射效率和增益的影响，简化了整体f-p天线设计，通过合理调整prs单元两端口的吸波、反射性能简化了prs结构在f-p天线设计中rcs缩减和高增益的同步实现，所提出的天线可在6-30ghz内实现rcs缩减，相对带宽达133％。
9、3、本专利技术对prs单元进行优化设计时，采用频率偏移使得prs的谐振频率稍高于天线工作频率，进一步实现了prs层对底部辐射天线的低吸收、强反射，提升了整体f-p天线结构的辐射效率、高方向性和高增益，天线峰值增益可达15dbi。
10、以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
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1.一种基于有耗超表面和AMC结构的低RCS F-P谐振腔天线，其特征在于，包括：位于上部的吸收型部分反射表面结构(1)和位于下部的馈源天线结构(2)；
2.根据权利要求1所述的基于有耗超表面和AMC结构的低RCS F-P谐振腔天线，其特征在于，所述有耗超表面层(11)、金属贴片共地层(12)、金属贴片AMC1层(13)由具有相同周期的多个单元构成，且每个单元的周期尺寸取值范围为0.245λt≤p1≤0.256λt，λt＝c/ft，其中，λt是天线工作中心频率ft对应的波长，c为真空中的光速，ft是天线工作中心频率。
3.根据权利要求2所述的基于有耗超表面和AMC结构的低RCS F-P谐振腔天线，其特征在于，所述有耗超表面层(11)的每个单元由一块方形薄膜电阻(111)构成；所述金属贴片共地层(12)的每个单元由一块第一方形金属贴片(121)构成；所述金属贴片AMC1层(13)的每个单元由一块第二方形金属贴片(131)构成。
4.根据权利要求3所述的基于有耗超表面和AMC结构的低RCS F-P谐振腔天线，其特征在于，所述方形薄膜电阻(111)是
5.根据权利要求3所述的基于有耗超表面和AMC结构的低RCS F-P谐振腔天线，其特征在于，所述第一方形金属贴片(121)的边长a2取值范围为0.241λt≤a2≤0.253λt。
6.根据权利要求3所述的基于有耗超表面和AMC结构的低RCS F-P谐振腔天线，其特征在于，所述第二方形金属贴片(131)的边长a3取值范围为0.140λt≤a3≤0.182λt。
7.根据权利要求1所述的基于有耗超表面和AMC结构的低RCS F-P谐振腔天线，其特征在于：所述天线贴片层(21)由矩形的金属辐射贴片(211)和其周围铺设的金属贴片AMC2结构(212)构成；
8.根据权利要求1所述的基于有耗超表面和AMC结构的低RCS F-P谐振腔天线，其特征在于，所述金属地板层(22)的边长p的取值范围为2.450λt≤p≤2.842λt。
9.根据权利要求7所述的基于有耗超表面和AMC结构的低RCS F-P谐振腔天线，其特征在于，所述同轴结构(23)的馈电中心位于所述金属辐射贴片(211)的几何中心沿y轴偏移y1处，偏移距离y1的取值范围为0.046λt≤y1≤0.067λt；
10.根据权利要求1所述的基于有耗超表面和AMC结构的低RCS F-P谐振腔天线，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种基于有耗超表面和amc结构的低rcs f-p谐振腔天线，其特征在于，包括：位于上部的吸收型部分反射表面结构(1)和位于下部的馈源天线结构(2)；
2.根据权利要求1所述的基于有耗超表面和amc结构的低rcs f-p谐振腔天线，其特征在于，所述有耗超表面层(11)、金属贴片共地层(12)、金属贴片amc1层(13)由具有相同周期的多个单元构成，且每个单元的周期尺寸取值范围为0.245λt≤p1≤0.256λt，λt＝c/ft，其中，λt是天线工作中心频率ft对应的波长，c为真空中的光速，ft是天线工作中心频率。
3.根据权利要求2所述的基于有耗超表面和amc结构的低rcs f-p谐振腔天线，其特征在于，所述有耗超表面层(11)的每个单元由一块方形薄膜电阻(111)构成；所述金属贴片共地层(12)的每个单元由一块第一方形金属贴片(121)构成；所述金属贴片amc1层(13)的每个单元由一块第二方形金属贴片(131)构成。
4.根据权利要求3所述的基于有耗超表面和amc结构的低rcs f-p谐振腔天线，其特征在于，所述方形薄膜电阻(111)是石墨烯电阻膜，其方阻取值范围为30ohm/sq～100ohm/sq，其边长a1的取值范围为0.147λt≤a1≤0.168λt。
【专利技术属性】
技术研发人员：吴边，刘冉，张玎，赵雨桐，翟会清，苏涛，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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