本发明涉及一种天线,具体涉及一种基于极化转化超表面的低rcs天线。
背景技术:
1、随着目标检测技术的发展,隐身技术面临着巨大的挑战,更宽隐身频段和更低雷达散射截面(rcs)是隐身电子平台的关键技术需求。传统的天线雷达散射截面减缩方法有天线形状改变、加载吸波材料、加载频率选择表面等方法,上述方法都是应用极化转化超表面(pcm)来实现rcs的缩减。
2、rcs作为一个衡量目标隐身性能的标准,指的是目标在电磁波的入射下,在规定方向上反射回来的散射功率的大小,是一种能够定量表示目标体散射特性的物理量。通常情况下是指该飞行器最主要的强散射源。pcm是一种应用较为广泛的超表面,其通过调节入射电磁波的幅度和相位的大小,进而使得散射电磁波具有不同的极化方式。在天线雷达散射截面缩减领域中,极化转化超表面可以将外来雷达的线极化探测波转化为其他极化波,使得雷达接收到目标物体的散射波较弱,从而达到目标雷达散射截面缩减的效果。基于此需要基于极化转化超表面设计一种低rcs的天线。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供一种基于极化转化超表面的低rcs天线,该天线结构设计科学合理,极化转化率高,对rcs的缩减效果好,性能稳定,可推广使用。
2、为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种基于极化转化超表面的低rcs天线,其特征在于,包括多个天线单元,多个所述天线单元以8×8的棋盘阵列排布方式组合并固定在金属地板上,所述天线单元包括介质基板和单元贴片,所述介质基板的上表面设置单元贴片,所述介质基板的下表面设置在金属地板上,所述介质基板为正方形板,所述天线单元为轴对称结构;
3、位于左上角和右下角的两个4×4天线单元阵列为两个辐射单元子阵列,位于右上角和左下角的两个4×4天线单元阵列为两个镜像单元子阵列,所述镜像单元子阵列与辐射单元子阵列互为镜像;
4、所述单元贴片包括两端对称开口的方形环贴片、第一条形贴片、第二条形贴片和第三条形贴片,所述方形环贴片的对角线垂直于介质基板的侧边,所述方形环贴片上两条不开口的侧边之间垂直连接两条第一条形贴片,两条所述第一条形贴片之间垂直连接两条第二条形贴片,两条所述第二条形贴片上垂直连接一条第三条形贴片。
5、优选的,所述介质基板的边长a=6.4mm,所述方形环贴片的外边长b=3.4mm,所述方形环贴片上的开口长度l=0.9mm,方形环贴片的内外圈之间的宽度m=0.3mm,所述第一条形贴片的宽度w=0.1mm,两个第一条形贴片的间距n=1.2mm,所述第二条形贴片的宽度e=0.4mm,两个第二条形贴片之间的间距k=0.3mm,所述第三条形贴片的长度p=1.9mm,第三条形贴片的宽度c=0.4mm。
6、优选的,所述介质基板为rogers rt5880基板,介电常数ε为2.2,损耗角正切tanδ为0.009,所述介质基板的高度h=2mm。
7、优选的,8×8棋盘阵列的天线单元整体边长l=51.2mm。
8、优选的,所述辐射单元子阵列内的每个方形环贴片的开口中心连接线均与8×8棋盘阵列天线单元的左上至右下对角线重合或平行,所述镜像单元子阵列内的每个方形环贴片的开口中心连接线均与8×8棋盘阵列天线单元的左下至右上对角线重合或平行。
9、优选的,所述介质基板和单元贴片的中心点重合。
10、优选的,所述基于极化转化超表面的低rcs天线通过x、y平面波激励。
11、本发明与现有技术相比具有以下优点:
12、本发明结构设计科学合理,体积小,结构紧凑,极化转化率pcr高,rcs缩减效果好,保证入射电磁波在宽带宽角范围内具有较低散射。
13、下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
1.一种基于极化转化超表面的低rcs天线,其特征在于,包括多个天线单元,多个所述天线单元以8×8的棋盘阵列排布方式组合并固定在金属地板(3)上,所述天线单元包括介质基板(2)和单元贴片(1),所述介质基板(2)的上表面设置单元贴片(1),所述介质基板(2)的下表面设置在金属地板(3)上,所述介质基板(2)为正方形板,所述天线单元为轴对称结构;
2.根据权利要求1所述的一种基于极化转化超表面的低rcs天线,其特征在于,所述介质基板(2)的边长a=6.4mm,所述方形环贴片(4)的外边长b=3.4mm,所述方形环贴片(4)上的开口长度l=0.9mm,方形环贴片(4)的内外圈之间的宽度m=0.3mm,所述第一条形贴片(5)的宽度w=0.1mm,两个第一条形贴片(5)之间的间距n=1.2mm,所述第二条形贴片(6)的宽度e=0.4mm,两个第二条形贴片(6)之间的间距k=0.3mm,所述第三条形贴片(7)的长度p=1.9mm,第三条形贴片(7)的宽度c=0.4mm。
3.根据权利要求1所述的一种基于极化转化超表面的低rcs天线,其特征在于,所述介质基板(2)为rogers rt5880基板,介电常数ε为2.2,损耗角正切tanδ为0.009,所述介质基板(2)的高度h=2mm。
4.根据权利要求1所述的一种基于极化转化超表面的低rcs天线,其特征在于,8×8棋盘阵列的天线单元整体边长l=51.2mm。
5.根据权利要求1所述的一种基于极化转化超表面的低rcs天线,其特征在于,所述辐射单元子阵列内的每个方形环贴片(4)的开口中心连接线均与8×8棋盘阵列天线单元的左上至右下对角线重合或平行,所述镜像单元子阵列内的每个方形环贴片(4)的开口中心连接线均与8×8棋盘阵列天线单元的左下至右上对角线重合或平行。
6.根据权利要求1所述的一种基于极化转化超表面的低rcs天线,其特征在于,所述介质基板(2)和单元贴片(1)的中心点重合。
7.根据权利要求1所述的一种基于极化转化超表面的低rcs天线,其特征在于,所述基于极化转化超表面的低rcs天线通过x、y平面波激励。
