[發明專利]基于FSS透射與反射對消的寬帶低RCS貼片天線

有效

• 申請號: 202010078118.1
• 申請日: 2020-02-02
• 公開（公告）號: CN111262018B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 程友峰;丁霄;廖成
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q19/10
• 代理公司: 成都華飛知識產權代理事務所(普通合伙) 51281
• 代理人: 杜群芳

本發明涉及微波天線技術領域，具體涉及一種基于FSS透射與無源反射對消技術的寬帶低RCS貼片天線，包括寄生貼片、激勵貼片、天線地板、第一介質基板、第二介質基板、以及SMA探針接頭及其導體構成貼片天線部分，上FSS貼片、下FSS貼片以及第二介質基板構成雙層FSS結構部分，第一AMC貼片組、第一AMC貼片組、以及第一介質基板構成混合AMC表面部分。本發明寬帶低RCS貼片天線能夠激勵起雙層輻射貼片的兩個諧振從而展寬貼片天線的阻抗帶寬，并且能夠結合的透射性能與超材料吸收器的吸波性能實現寬帶范圍內的低特性，不僅可應用于船載、機載以及車載的軍事通信系統，還可應用于智能蒙皮系統中實現隱身與通訊功能。

技術領域

本發明涉及微波天線技術領域，具體涉及一種基于FSS透射與無源反射對消技術的寬帶低RCS貼片天線。

背景技術

隨著隱身與反隱身技術的發展，具有低RCS性質的微帶貼片天線凸顯出越來越重要的地位。通常來說，天線的RCS主要包含有兩項，分別是結構模式項與天線模式項，其中后者可以通過良好的匹配予以降低，而前者往往難以抑制。在過去的幾十年里，研究者們提出了大量的低RCS天線設計，所涉及到的技術手段總結起來主要分為散射吸收、散射擴散、反射對消以及直接透射四大類。這四類RCS減縮技術各有優勢，也都具有一定的應用缺陷，如散射吸收往往會損害天線的輻射性能，散射擴散與反射對消一般需要增大天線的口徑，而直接透射僅能支持帶外的RCS抑制等。因此，有必要將這些技術手段中的部分進行聯合，取長補短以提升天線的輻射與散射性能。

文獻“Combining FSS and EBG Surfaces for High-Efficiency Transmissionand Low-Scattering Properties,(Cheng Huang,Chen Ji,Xiaoyu Wu,Jiakun Song,andXiangang Luo,IEEE Transactions on Antennas and Propagation,2018,66(3):1628-1632)”結合了FSS的直接透射與EBG表面的反射對消，實現了3.9GHz附近的透射以及8～16GHz頻段內的吸波效果，完成雙頻帶的RCS抑制。該設計提供了一種天線罩設計的新思路。然而，針對RCS減縮效果，雙頻帶并沒有聯合在一起實現更寬頻帶的減縮。

文獻“Low-Scattering Tri-Band Metasurface Using Combination ofDiffusion,Absorption and Cancellation,(Yaqiang Zhuang,Guangming Wang,QingfengZhang and Cheng Zhou,IEEE Access,2018,6:17306-17312)”提出了一種融合散射吸收、散射擴散和反射對消的新設計，其將超材料吸收器用于散射吸收，將混合AMC表面用于反射對消，以及將極化偏轉超表面用于散射擴散，最終形成了三頻帶RCS抑制效果。該設計的缺點是三種RCS減縮思路相對獨立工作，并沒有形成寬帶RCS抑制。

上述文獻僅僅是提出了多技術結合的低RCS設計思路，并沒有應用于天線上。文獻“Broadband Low-RCS Phased Array With Wide-Angle Scanning Performance Based onthe Switchable Stacked Artificial Structure,(Xiao Ding,You-Feng Cheng,WeiShao and Bing-Zhong Wang,IEEE Transactions on Antennas and Propagation,2019,67(10):6452-6460)”提出了寬帶低RCS寬角度掃描相控陣天線，其利用表面波波導的透射性能與超材料吸波器的寬帶吸收性能實現了寬帶RCS減縮。并且，這種基于表面波波導和超材料吸波器的混合堆棧結構有利于展寬天線單元的波束寬度，進而實現寬角度掃描，促進了天線的輻射性能。然而，這款設計的天線工作帶寬較窄，并不適用于寬帶天線系統。