[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構

有效

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• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112421239B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設計）人: 魏小龍;徐浩軍;韓欣珉;武欣;林茂
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程大學
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00
• 代理公司: 西安知誠思邁知識產權代理事務所(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構，包括等離子體耦合頻率選擇表面結構，等離子體耦合頻率選擇表面結構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腔，其中，射頻感性耦合等離子體源置于閉式透波介質腔中，寬頻通帶頻率選擇表面固定于閉式透波介質腔上方，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、第一介質層、第二金屬層、第二介質層、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)特定頻段內對電磁波的傳輸。

技術領域

本發(fā)明屬于有源隱身技術領域，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構。

背景技術

雷達天線罩用于保護飛行器的氣動性能和雷達天線的工作環(huán)境，但由于雷達天線罩的透波屬性導致天線系統(tǒng)暴露在飛行器頭部區(qū)域，形成一個強散射區(qū)，嚴重降低了飛行器的生存力和作戰(zhàn)效能。當前主要將頻率選擇表面應用于雷達天線罩的設計中，根據頻率選擇表面的頻率選擇特性，在不改變雷達罩材料和壁面結構的前提下，將頻率選擇表面的通帶設計至飛行器天線的工作頻段內，實現(xiàn)工作頻段內高效率透射的功能；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波散射至其他非威脅方向，減低雷達罩的后向雷達散射截面積，使天線罩實現(xiàn)頻率選擇功能，然而隨著米波雷達、超寬帶雷達技術的快速發(fā)展，隱身雷達罩應對的探測威脅將從光學頻段向低頻、寬帶擴展，與此同時，射頻隱身對低截獲概率雷達的工作頻段由單一頻段向多頻段擴展，當前頻率選擇表面的通帶和阻帶在設計完成后難以調節(jié)。

發(fā)明內容

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構，以解決現(xiàn)有雷達天線罩吸波結構不能實現(xiàn)多頻通帶/阻帶可調的問題。

本發(fā)明實施例所采用的技術方案是：射頻感性耦合等離子體疊加寬頻帶通頻率選擇表面結構，包括等離子體耦合頻率選擇表面結構，等離子體耦合頻率選擇表面結構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腔，其中，射頻感性耦合等離子體源置于閉式透波介質腔中，寬頻帶通頻率選擇單元固定于閉式透波介質腔上方，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)特定頻段內對電磁波的傳輸。

進一步的，所述寬頻帶通頻率選擇單元其由第一金屬層、第一介質層、第二金屬層、第二介質層、第三金屬層自上而下依次疊加而成，第一介質層和第二介質層是尺寸完全相同的兩層介質板，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構的金屬貼片，方形縫隙結構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構的四個直角處，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。

進一步的，所述凵型縫隙單元的外長為w2=0.75mm、內長為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；

所述第一介質層和第二介質層均為F4B-2介質板，其介電常數為2.65，損耗因子為0.0025。

進一步的，所述寬頻帶通頻率選擇單元的尺寸也即第一介質層和第二介質層的尺寸為Dx=Dy=10.3mm，Dx為寬頻帶通頻率選擇單元也即第一介質層和第二介質層的長度，Dy為寬頻帶通頻率選擇單元也即第一介質層和第二介質層的寬度；

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

進一步的，所述寬頻帶通頻率選擇單元的面積與閉式透波介質腔的徑向截面面積一致；