[發明專利]一種集成化低雷達散射截面積圓極化天線陣列

在審

• 申請號: 202110308866.9
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113067138A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 金城;張彬超;尹麗媛;呂奇皓;孔令文
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q9/16;H01Q21/00;H01Q21/20
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 田亞琪

本發明公開了一種集成化低雷達散射截面積圓極化天線陣列，包括若干個呈矩形周期排布的方形介質基底單元、設置在介質基底單元上表面的金屬單元和設置在介質基底單元下方的金屬板，介質基底單元與金屬板之間存在間距；所述金屬單元包含四個相同的形金屬條，其中一個形金屬條以所在方形介質基底單元中心為旋轉中心，依次旋轉90°，180°和270°，確定四個互不交叉和互不重疊的形金屬條的位置；本發明能夠實現良好的帶內輻射性能和帶外RCS抑制特性。

技術領域

本發明屬于雷達通信的技術領域，具體涉及一種集成化低雷達散射截面積圓極化天線陣列。

背景技術

隱身技術已成為提高裝備平臺對抗雷達探測能力的重要軍事需求。而天線或天線陣的雷達散射橫截面(RCS)作為一種特殊的散射，應首先被抑制。傳統的降低RCS的方法包括：結構賦形，使用吸收材料，借用頻率選擇表面和超表面等。然而，這些方法在降低天線RCS的同時往往會在一定程度上導致天線輻射性能的惡化。

為了在不影響天線輻射性能的前提下降低天線的RCS，近年來提出了吸收型頻率選擇反射器和吸收型頻率選擇傳輸器。根據其在天線工作頻段的反射或透射特性以及工作頻段兩側的吸收特性，可以將其作為反射地板或天線罩組裝在天線結構中。然而，這兩種類型的結構通常適用于單天線或者小孔徑天線陣，且會使天線的整體剖面增大。

現代雷達和通信系統中的探測、偵察、通信、干擾等功能需要大口徑的天線陣列來滿足系統的高增益要求。因此，盡管大口徑天線陣列會導致總體RCS急劇增大，但其在軍事平臺上的應用更加實用和廣泛。因此，在不額外增加天線結構復雜性和整體體積的情況下降低大口徑天線陣列的RCS是迫切需要解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種集成化低雷達散射截面積圓極化天線陣列，能夠實現良好的帶內輻射性能和帶外RCS抑制特性。

實現本發明的技術方案如下：

一種集成化低雷達散射截面積圓極化天線陣列，包括若干個呈矩形周期排布的方形介質基底單元、設置在介質基底單元上表面的金屬單元和設置在介質基底單元下方的金屬板，介質基底單元與金屬板之間存在間距；

所述金屬單元包含四個相同的“2”形金屬條，其中一個“2”形金屬條以所在方形介質基底單元中心為旋轉中心，依次旋轉90°，180°和270°，確定四個互不交叉和互不重疊的“2”形金屬條的位置。

進一步地，所述金屬條總長度的1/2處焊接有貼片電阻。

進一步地，所述金屬條總長度的1/4處附近為饋源。

進一步地，所述金屬單元和金屬板采用導電性金屬材料制成。

進一步地，所述介質基底單元采用介電常數為3，損耗正切值為0.002的RogersRO3003材料制成，介質基底單元的邊長為30mm，金屬條寬度為0.8mm，總長度為38.5mm，距離旋轉中心的距離為2.5mm，所使用的貼片電阻的阻值為160Ω，饋電方式為SMA饋電。

有益效果：

本發明所提出的基于多功能諧振模的集成化低RCS圓極化天線陣列可以同時實現良好的帶內輻射性能和較寬的帶外RCS抑制特性，并且不額外增加天線結構的復雜性和整體體積，使得天線陣列的加工成本和加工難度顯著下降，能更好地被應用于各個低可觀測平臺中。

附圖說明

圖1(a)為本發明圓極化天線單元結構圖。

圖1(b)為本發明上層介質基底上的金屬結構的尺寸圖。

圖2為本發明天線工作在接收模式下的反射系數和電磁波吸收率。

圖3為本發明天線工作在發射模式下有無貼片電阻的反射系數。

圖4(a)為本發明天線工作在發射模式下E面輻射方向圖。