[發(fā)明專利]射頻感性耦合等離子體疊加寬頻帶通頻率選擇表面結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011270634.0
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112421239B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏小龍;徐浩軍;韓欣珉;武欣;林茂
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍空軍工程大學(xué)
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00
• 代理公司: 西安知誠思邁知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61237
• 代理人: 麥春明

本發(fā)明公開了一種射頻感性耦合等離子體疊加寬頻帶通頻率選擇表面結(jié)構(gòu)，包括等離子體耦合頻率選擇表面結(jié)構(gòu)，等離子體耦合頻率選擇表面結(jié)構(gòu)包括射頻感性耦合等離子體源、寬頻通帶頻率選擇表面和閉式透波介質(zhì)腔，其中，射頻感性耦合等離子體源置于閉式透波介質(zhì)腔中，寬頻通帶頻率選擇表面固定于閉式透波介質(zhì)腔上方，入射電磁波入射至寬頻通帶頻率選擇表面上；寬頻通帶頻率選擇表面是將寬頻通帶頻率選擇單元分別沿X軸和Y軸周期排列形成，寬頻通帶頻率選擇單元其由第一金屬層、第一介質(zhì)層、第二金屬層、第二介質(zhì)層、第三金屬層自上而下依次疊加而成。通過周期排列的寬頻通帶頻率選擇單元之間的諧振實現(xiàn)特定頻段內(nèi)對電磁波的傳輸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有源隱身技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種射頻感性耦合等離子體疊加寬頻帶通頻率選擇表面結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

雷達(dá)天線罩用于保護(hù)飛行器的氣動性能和雷達(dá)天線的工作環(huán)境，但由于雷達(dá)天線罩的透波屬性導(dǎo)致天線系統(tǒng)暴露在飛行器頭部區(qū)域，形成一個強(qiáng)散射區(qū)，嚴(yán)重降低了飛行器的生存力和作戰(zhàn)效能。當(dāng)前主要將頻率選擇表面應(yīng)用于雷達(dá)天線罩的設(shè)計中，根據(jù)頻率選擇表面的頻率選擇特性，在不改變雷達(dá)罩材料和壁面結(jié)構(gòu)的前提下，將頻率選擇表面的通帶設(shè)計至飛行器天線的工作頻段內(nèi)，實現(xiàn)工作頻段內(nèi)高效率透射的功能；通帶外呈現(xiàn)全反射特性，將照射至天線工作頻段外的雷達(dá)波散射至其他非威脅方向，減低雷達(dá)罩的后向雷達(dá)散射截面積，使天線罩實現(xiàn)頻率選擇功能，然而隨著米波雷達(dá)、超寬帶雷達(dá)技術(shù)的快速發(fā)展，隱身雷達(dá)罩應(yīng)對的探測威脅將從光學(xué)頻段向低頻、寬帶擴(kuò)展，與此同時，射頻隱身對低截獲概率雷達(dá)的工作頻段由單一頻段向多頻段擴(kuò)展，當(dāng)前頻率選擇表面的通帶和阻帶在設(shè)計完成后難以調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例的目的在于提供一種射頻感性耦合等離子體疊加寬頻帶通頻率選擇表面結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有雷達(dá)天線罩吸波結(jié)構(gòu)不能實現(xiàn)多頻通帶/阻帶可調(diào)的問題。

本發(fā)明實施例所采用的技術(shù)方案是：射頻感性耦合等離子體疊加寬頻帶通頻率選擇表面結(jié)構(gòu)，包括等離子體耦合頻率選擇表面結(jié)構(gòu)，等離子體耦合頻率選擇表面結(jié)構(gòu)包括射頻感性耦合等離子體源、寬頻帶通頻率選擇單元和閉式透波介質(zhì)腔，其中，射頻感性耦合等離子體源置于閉式透波介質(zhì)腔中，寬頻帶通頻率選擇單元固定于閉式透波介質(zhì)腔上方，入射電磁波入射至寬頻帶通頻率選擇單元上；

所述寬頻帶通頻率選擇單元是將寬頻帶通頻率選擇單元分別沿X軸和Y軸周期排列形成，通過周期排列的寬頻帶通頻率選擇單元之間的諧振實現(xiàn)特定頻段內(nèi)對電磁波的傳輸。

進(jìn)一步的，所述寬頻帶通頻率選擇單元其由第一金屬層、第一介質(zhì)層、第二金屬層、第二介質(zhì)層、第三金屬層自上而下依次疊加而成，第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層是尺寸完全相同的兩層介質(zhì)板，第一金屬層和第三金屬是尺寸完全相同的兩層金屬貼片，第二金屬層是一個刻蝕有方形縫隙結(jié)構(gòu)的金屬貼片，方形縫隙結(jié)構(gòu)是由多個凵型縫隙單元和四個方形縫隙單元連接形成，其中四個方形縫隙單元位于方形縫隙結(jié)構(gòu)的四個直角處，相鄰兩方形縫隙單元之間連接有多個依次連通的凵型縫隙單元。

進(jìn)一步的，所述凵型縫隙單元的外長為w2=0.75mm、內(nèi)長為w3=0.15mm、寬為w1=0.15mm，所述方形縫隙單元的邊長為w4=0.4mm。

進(jìn)一步的，所述第一金屬層、第二金屬層和第三金屬層均為銅板；

所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層均為F4B-2介質(zhì)板，其介電常數(shù)為2.65，損耗因子為0.0025。

進(jìn)一步的，所述寬頻帶通頻率選擇單元的尺寸也即第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層的尺寸為Dx=Dy=10.3mm，Dx為寬頻帶通頻率選擇單元也即第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層的長度，Dy為寬頻帶通頻率選擇單元也即第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層的寬度；

所述第二金屬層上的方形縫隙結(jié)構(gòu)的尺寸為ly=lx=7.6mm，其中，lx為方形縫隙結(jié)構(gòu)的長度，ly為方形縫隙結(jié)構(gòu)的寬度。

進(jìn)一步的，所述寬頻帶通頻率選擇單元的面積與閉式透波介質(zhì)腔的徑向截面面積一致；