[发明专利]海空雷达天线

说明书

技术领域

本发明涉及超材料技术，尤其涉及一种雷达天线。

背景技术

利用雷达实现对海面和空中目标的搜索，现有技术有三种实现方式，一、分别设立机械扫描的对空和对海面雷达；二，利用复杂的设计制造出带有对空副瓣的天线；三、用相控阵的方法来实现波束的分别扫描。发明人在实施本发明过程中，发现现有技术至少存在如下技术问题：第一种方式，由于天线扫描速度低，导致信息更新速度慢，由于两个天线分立，体积过大，能耗高；第二种方式，由于传统天线副瓣精度的关系，雷达精度不高；第三种方式，相控阵雷达面在工作过程中能耗过高，相位调节系统制造复杂，成本过高。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种海空雷达天线，体积较小、制造工艺简单、可同时对空中和海面进行全方位扫描。

为解决上述技术问题，提供了一种海空雷达天线，包括：多个超材料面板构成的超材料腔体和设置于超材料腔体内部的全向多点辐射源，所述超材料面板包括至少一个超材料片层，所述超材料片层包括基板和多个附着在所述基板上的人造微结构，所述超材料面板分成多个带状区域，在每个所述带状区域内所述超材料面板的折射率连续变化且每个带状区域内的折射率从超材料面板中心向两侧方向连续变大，且多个带状区域中至少存在两个相邻的第一区域及第二区域，第一区域的折射率从D1连续增大到D2，第二区域的折射率从D3连续增大到D4，且满足D2＞D3。

上述技术方案至少具有如下有益效果：本发明的天线包括多个超材料面板构成的超材料腔体和设置于超材料腔体内部的全向多点辐射源。每个超材料面板都可使入射的电磁波分为两束进而分别对空中和海面进行扫描，该雷达天线体积较小、制造工艺简单、可同时对天空和海面进行扫描。

附图说明

图1是本发明的海空雷达天线的结构示意图；

图2是本发明的超材料面板使全向多点辐射源中与其对应的馈点发出的电磁波分为两束的示意图；

图3是本发明所采用的超材料面板的结构示意图；

图4是由图3所示人造微结构衍生的第二实施例的示意图；

图5是由图4所示人造微结构衍生的第三实施例的示意图。

具体实施方式

超材料是一种以人造微结构2为基本单元并以特定方式进行空间排布、具有特殊电磁响应的新型材料，包括人造微结构2和供人造微结构附着的基板1。人造微结构2为由至少一根金属丝组成的平面结构或立体结构，多个人造微结构2在基板1上阵列排布，每个人造微结构2以及其所附着的基板1所占部分即为一个超材料单元。基板1可为任何与人造微结构2不同的材料，这两种材料的叠加使每个超材料单元产生一个等效介电常数与磁导率，这两个物理参数分别对应了超材料单元的电场响应与磁场响应。

图1所示为本发明的海空雷达天线的结构示意图，该天线包括超材料腔体100和设置于超材料腔体100内的全向多点辐射源20，该全向多点辐射源20包括多个辐射方向和角度不同的馈点，超材料腔体100由多个超材料面板10构成，本发明所采用的超材料面板10可使馈点发出的电磁波分为两束射出，进而实现对空中和海面的扫描。本发明的天线还包括设置于超材料腔体100外部的电磁波通道选择器30、控制单元40以及馈源50。其中，电磁波通道选择器30包括多个输出端和一个输入端，每个输出端与全向多点辐射源20的一个馈点一一对应连接，其输入端与馈源50相连接。控制单元40用于控制电磁波通道选择器30的各个输出端的开通和关闭，当某一输出端处于开通状态时与其对应连接的馈点有电磁波射出。从各个馈点射出的电磁波首先要通过其辐射区域内设置的超材料面板10，然后才能辐射到自由空间。作为公知常识可知电磁波的折射率与成正比关系，当一束电磁波由一种介质传播到另外一种介质时，电磁波会发生折射，当物质内部的折射率分布非均匀时，电磁波就会向折射率比较大的位置偏折。因此根据上述原理通过改变超材料面板10中的折射率分布，就可改变射出的电磁波的传播路径，进而使经过任一超材料面板10射出的电磁波分为两束分别对空中和海面进行扫描。进一步，通过控制单元40对电磁波通道选择器30进行控制，可选择开通不同的输出端进而使不同方向和角度的馈点有电磁波射出，实现对波束空间扫描角度进行控制。也可同时开通多个的输出端，实现全方位的海空扫描。