[發(fā)明專利]一種后饋式雷達天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110210434.0
• 申請日: 2011-07-26
• 公開（公告）號: CN102480031A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉若鵬;季春霖;岳玉濤;殷俊
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳光啟高等理工研究院;深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00;H01Q15/02;H01Q19/06;H01Q17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達天線領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種使用超材料的后饋式雷達天線。

背景技術(shù)

后饋天線又被稱為卡塞格倫天線，由拋物面主反射面2、雙曲面副反射面1、饋源喇叭3以及支架4構(gòu)成，如圖1所示。由于拋物面主反射面2的實焦點與雙曲面副反射面1的虛焦點重合，而饋源喇叭3的相位中心與雙曲面副反射面1的實焦點重合，從衛(wèi)星射來的電磁波經(jīng)過拋物面主反射面2一次反射，再被雙曲面副反射面1二次反射后，被聚焦于饋源喇叭3的相位中心，同相疊加。從而實現(xiàn)雷達天線定向接收或者發(fā)射電磁波。

為了制造拋物面反射面和雙曲面副反射面通常利用模具鑄造成型或者采用數(shù)控機床進行加工的方法。第一種方法的工藝流程包括：制作拋物面模具、鑄造成型拋物面和進行拋物面反射器地安裝。工藝比較復雜，成本高，而且拋物面的形狀要比較準確才能實現(xiàn)雷達天線的定向傳播，所以對加工精度的要求也比較高。第二種方法采用大型數(shù)控機床進行拋物面的加工，通過編輯程序，控制數(shù)控機床中刀具所走路徑，從而切割出所需的拋物面形狀。這種方法切割很精確，但是制造這種大型數(shù)控機床比較困難，而且成本比較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中制造拋物面反射面和雙曲面副反射面的困難，提供一種后饋式雷達天線，該天線不再拘泥于拋物面的定式，改以平板超材料，節(jié)約了空間；且改進大角度電磁波入射的偏折問題，提高了天線能量輻射的效率。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的如下技術(shù)方案：

一種后饋式雷達天線，所述天線包括：饋源，用于輻射電磁波；超材料面板，用于將所述饋源輻射出的電磁波從球面電磁波轉(zhuǎn)化為平面電磁波，所述超材料面板包括多個具有相同折射率分布的核心層，所述每一核心層包括多個超材料單元，所述超材料單元包括單元基材以及人造微結(jié)構(gòu)，所述超材料面板的每一核心層的折射率以其中心為圓心呈圓形分布，且隨著半徑的增加折射率逐漸減小，且半徑相同處的折射率相同。

進一步地，所述雷達天線還包括外殼，用于固定所述饋源；以及緊貼于所述外殼內(nèi)壁的吸波材料層，用于吸收從饋源輻射出來的部分電磁波；所述吸波材料層和所述超材料面板構(gòu)成封閉的腔體；所述饋源位于所述腔體內(nèi)。

進一步地，所述超材料單元還包括第一填充層，所述人造微結(jié)構(gòu)位于所述單元基材和第一填充層之間，所述第一填充層內(nèi)填充的材料包括空氣、人造微結(jié)構(gòu)以及與所述單元基材相同材料的介質(zhì)。

進一步地，所述超材料面板還包括對稱分布于所述核心層兩側(cè)的多個漸變層，所述每一漸變層均包括片狀的基板層、片狀的第二填充層以及設(shè)置在所述基板層和所述第二填充層之間的空氣層，所述第二填充層內(nèi)填充的介質(zhì)包括空氣以及與所述基板層相同材料的介質(zhì)。

進一步地，所述超材料面板的每一核心層的折射率以其中心為圓心隨著半徑r的變化規(guī)律如以下表達式：

n(r)=nmax-ss2+r2-ssd]]>

式中n_max表示所述每一核心層中的最大折射率值，d表示所有核心層的總厚度，ss表示所述饋源到最靠近饋源位置的核心層的距離，n(r)表示所述每一核心層內(nèi)半徑r處折射率值。

進一步地，所述超材料面板的每一漸變層內(nèi)的折射率均勻分布的，且多個漸變層間折射率分布的變化規(guī)律如以下表達式：