[發明專利]一種彈載小型化多頻段可重構共形天線

在審

• 申請號: 201811222835.6
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109473769A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 鄧潺;高帆;鄧長燈;商鋒;王宇飛;李小丹
• 申請（專利權）人: 湖北航天技術研究院總體設計所
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/50
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 余浩

本發明公開了一種彈載小型化多頻段可重構共形天線，包括輻射天線層、天線頻段切換控制單元和頻率選擇表面層。輻射天線層包括偶極子天線，天線頻段切換控制單元與輻射天線層上的偶極子天線相連，并用于切換偶極子天線的工作頻段，實現偶極子天線的頻率可重構，其中頻率選擇表面層的層數與偶極子天線的工作頻段的數量相適配，根據偶極子天線的工作頻段的數量來確定頻率選擇表面層的層數，每層頻率選擇表面層對應一種工作頻率的偶極子天線，頻率選擇表面層包括基板與設于基板上的縫隙陣列，通過設計基板的寬度以及縫隙陣列的形狀和尺寸能夠使得頻率選擇表面層與偶極子天線的工作頻率相諧振，實現天線系統的定向輻射功能。

技術領域

本發明涉及天線技術領域，具體涉及一種彈載小型化多頻段可重構共形天線。

背景技術

傳統的彈載天線系統一般采用單一模式工作，即只負責完成單一頻率、單一功能及特定方向圖與極化特性要求下的工作模式，在其結構設計中許多天線密集分布于載體平臺表面。這種單一模式近似離散化的布局方式將引起天線輻射結構與安裝結構相互干擾的嚴重問題，破壞了彈體的氣動性能、增加氣動阻力、增大彈載設備重量，增大導彈本身的RCS數值，不利于導彈的突防作戰效能的提升。因此，一方面，需要使天線能夠工作在多個頻帶，具有多種工作模式并具有良好的傳輸性能。另一方面，又要減輕天線的重量、減小天線體積并降低成本。

為了滿足彈載天線系統的需求，可重構天線的概念才被提出并且得到發展，目前的可重構天線主要通過加載可變電抗、機械可控結構、可調開關器件和可控頻率選擇表面來實現。

頻率選擇表面(Frequency Selective Surface，FSS)是一種二維周期性陣列結構，就其本質而言是一個空間濾波器，與電磁波相互作用表現出明顯的帶通或帶阻的濾波特性，被廣泛應用在電磁頻譜的各個波段上，如雷達罩帶通濾波器、衛星通信用的頻率分離器和極化分離器。

現有的由周期性貼片或縫隙陳列形成的FSS性能較差，無法滿足天線系統工作在多個頻帶時對天線不同工作頻段的信號反射，導致無法實現多頻段的天線方向圖定向發射的要求。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種彈載小型化多頻段可重構共形天線，通過頻率選擇表面實現對偶極子天線的不同工作頻段的信號反射，使天線方向圖滿足定向發射的要求。

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：

一種彈載小型化多頻段可重構共形天線，包括：

輻射天線層，其包括偶極子天線；

天線頻段切換控制單元，其與所述偶極子天線相連，并用于切換偶極子天線的工作頻段；

多層頻率選擇表面層，多層所述頻率選擇表面層疊設于所述輻射天線層的底部，每層所述頻率選擇表面層對應一種工作頻段的偶極子天線，所述頻率選擇表面層包括基板與設于所述基板上的縫隙陣列，所述縫隙陣列用于完全反射對應工作頻段的偶極子天線的信號。

在上述技術方案的基礎上，所述縫隙陣列包括多個呈陣列分布的重復陣元，所述重復陣元包括一對相互倒置并交錯相連的T型結構。

在上述技術方案的基礎上，所述重復陣元包括：

單元板，其設于所述基板上；

矩形框架，其包容于所述基板的中部；

四個延伸部，四個所述延伸部分別沿所述矩形框架的四角延伸設置，且相鄰的兩個所述延伸部位相互垂直設置。

在上述技術方案的基礎上，所述單元板的寬度為H，滿足：H＝0.6λ，其中λ為頻率選擇表面層對應工作頻段的偶極子天線的波長。