[發明專利]反射帶可開關型三維寬帶吸收式頻率選擇結構

有效

• 申請號: 202010488314.6
• 申請日: 2020-06-02
• 公開（公告）號: CN111817010B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 俞偉良;羅國清;俞鈺峰;代喜望;張曉紅
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱亞冠

本發明涉及反射帶可開關型三維寬帶吸收式頻率選擇結構。以往的頻率選擇結構基本都為無源結構，功能單一，很難對不同環境做出不同的反應。并且少數報道的加載了電調控元件的反射型頻率選擇結構往往工作頻帶較窄，工作場合受限。本發明采用雙諧振器結合的方式，并通過二極管控制其中一個諧振器的工作狀態實現該頻率選擇結構的反射帶的開啟與關閉，從而實現工作模式的改變，這大大提升了該頻率選擇結構的靈活性，拓展了其應用前景。

技術領域

本發明屬于微波技術領域，涉及一種反射帶可開關型三維寬帶吸收式頻率選擇結構，可作為微波頻段的反射面天線的反射面,其潛在的應用場景包括軍艦的對空探測雷達等。

背景技術

在當前的軍事應用中，采用頻率選擇表面/結構作為天線罩是減少雷達散射截面的有效方式之一，該種方法能夠有效地提升作戰平臺的隱身性能。

頻率選擇表面本質上是一種空間濾波器，能對特定頻帶、極化方式以及入射角度的電磁波進行篩選，將需要的電磁波進行透射，不需要的電磁波反射。因此，采用頻率選擇表面研制的天線罩能夠將探測波進行反射，使其偏離入射路徑，從而達到減小天線雷達散射截面(RCS)的目的。但是基于傳統頻率選擇表面的天線罩無法縮減雙站/多站的RCS，因此吸收式頻率選擇結構被提出來。通過在傳統的頻率選擇結構上增加電阻或者有耗材料以及元件，可以實現對帶外電磁波的吸收，從而有效降低帶外RCS。同時，保證了帶內電磁波的正常傳輸，不會對天線的工作造成影響。

目前已經報道的大多數吸收式頻率選擇結構都是無源的，這些結構一旦確認，性能也隨之確定，無法改變。這大大降低了天線罩的靈活性。為了提升天線罩的靈活性，有源器件被加載到頻率選擇結構中，通過改變外部控制電壓，從而改變天線罩的工作頻率、工作狀態等性能，有效拓展了天線罩的應用范圍。少數報道的有源頻率選擇結構也無法在很寬的頻段內實現性能的可控。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種反射帶可開關型三維寬帶吸收式頻率選擇結構，通過構造不同頻段的有耗諧振器，實現了極寬的吸波帶。并且在高頻有耗諧振器上加載兩個射頻二極管，通過外部加載的電壓控制二極管的通斷即可實現反射式頻率選擇結構和寬帶吸波體之間的切換。這種結構原理清晰，結構簡單，易于設計，成本低廉，相較于已有的有源可切換頻率選擇結構，這種結構的性能更優。

本發明的反射帶可開關型三維寬帶吸收式頻率選擇結構為周期性陣列結構，每個結構單元沿x、y軸無縫排布；每個單元由工作在不同頻段的第一、第二有耗諧振器，第一T型直流供電導線，第一金屬反射面組成。

所述的第一有耗諧振器為低頻諧振器，由第一介質板、印制在第一介質板上下兩表面的第一平行金屬雙線和加載了第一電阻的第一金屬曲折線組成。第一金屬曲折線位于第一介質板的一端，且第一金屬曲折線的一端與位于第一介質板下表面的第一平行金屬雙線一端連接，另一端接相鄰結構單元的第一介質板上表面的第一平行金屬雙線一端。

所述的第一金屬曲折線增加了等效電感，提升了高頻吸波頻帶的性能，此處第一金屬曲折線的寬度w_m須滿足條件w₁≤w_m≤6*w₁。

所述的第二有耗諧振器為高頻諧振器，由第一金屬過孔、第一金屬直線、第一、第二射頻二極管、第二電阻組成。第一金屬過孔貫穿第一介質板的中心；第一金屬直線上依次加載有第一射頻二極管、第二電阻、第二射頻二極管；第一金屬直線的一端接第一金屬過孔，另一端接相鄰結構單元的第一金屬過孔；

所述的射頻二極管電可控，利用了T型直流供電線通過第一金屬過孔對其進行電壓控制；

所述的第一T型直流供電導線與第二有耗諧振器相連，并沿著x軸方向延伸；