[发明专利]拥有经适配(最大化或最小化)等效雷达截面积的扁平化二面形装置

说明书

技术领域

本发明的领域是包括两个板的二面形或二面装置的领域。

更具体来说，本发明是关于用于在具有扁平化二面形状(即，二面角或二面体)的装置的单静态配置中适配(最大化或最小化)等效雷达截面积(RCS)的技术，所述装置的两个板相互形成π-2α的角，其中0<α<π/4。

本发明可尤其用于需要适配(尤其是最大化或最小化)对象的RCS的任何应用。

为了最大化RCS，寻求使对象可极容易由单静态雷达检测。本发明可例如用于自行车上，以便使得借助于汽车防碰撞雷达能更容易检测到自行车。等效的应用对于通过海岸雷达或其它船舶载有的雷达进行船舶(尤其是轻型船舶，例如帆船)的检测是可能的。此处，再次可寻求通过使用紧凑的系统来防止碰撞。大体上，当本发明用以最大化RCS时本发明关注需要必须遇见入射波(无论其定向如何)的系统的所有应用：即，与射频识别、跟踪系统、RCS捷变等相关的应用。

在最小化RCS的情况下，本发明使得可能解决隐形应用。寻求使对象难以被雷达检测。

背景技术

最大化RCS

用以最大化RCS(即，获得大RCS)的第一现有技术解决方案包括使用金属二面体。

图1A和1B说明金属二面体1中的反射原理，所述金属二面体1针对不同入射角β(图1A中β＝0且图1B中β≠0)具有π/2的内二面角(形成金属二面体1的两个金属板2、3之间的角)。换句话说，两个板2、3相互形成π-2α的角，其中α＝π/4。

可见，通过金属二面体的金属表面2、3中的每一者上的双反射，入射波在它来的方向上反射。此双镜面反射通过笛卡尔反射定律使对象(金属二面体)的RCS最大化。所述表现类似于光学器件中的回反射器的表现。对于入射角β的较大变化(对于主瓣为大约±15°)，所述原理保持相同。换句话说，金属二面体的受关注性质在于其针对相对于零入射配置的入射方向大约±20°的入射角β的变化具有几乎恒定的RCS(相对于最大RCS具有3dB的变化)。

此第一现有技术解决方案具有主要缺陷：具有例如L x L的尺寸的两个金属板必须形成π/2的角度，以便使双反射机制可为有效的(即，以便其可具有等于反射波的角的入射波的角)。这导致具有深度上的相对大空间要求的3D对象(参见图1A)。

第二现有技术解决方案包含范阿塔阵列(Van Atta array)的使用。在此情况下，这是单个、平面印刷的阵列。然而，此阵列需要阵列的不同元件之间的印刷互连线。这些线造成设计中的损耗、寄生辐射和复杂性。

第三现有技术解决方案包含外差后向阵列型结构的使用，所述阵列使用重发送信号的相位共轭的原理。这些结构较难以实施，因为它们是基于有源结构(以在两倍于接收信号频率的频率下振荡的本地振荡器倍增)。

最小化RCS

存在若干已知技术用于在单静态雷达配置的情况中减少对象的RCS(和因此二面体的RCS)。

第一系列的方法例如通过在二面体的面上沉积吸收性材料来修改所述二面体的面的表面阻抗。因此，反射机制因此吸收性材料的存在而衰减。

我们还必须提到吸收由雷达发射的波的材料(也称为RAM或雷达吸收性材料)。这些RAM可以描述为具有若干层其中吸收电磁波的复合材料(例如磁性材料)的异质结构。

可以与通过材料对波的衰减相比的另一方法是借助于特定几何形状在材料中“截留”入射电磁波。在底平面和给定材料厚度(沙利斯柏立屏(Salisbury screen))方面描述此几何形状。

最后，还可以设置不同类型材料的组合，以便使由这些材料中的每一者反射的波的总和将是相消的(通过AMC(人工磁导体)型结构与PEC(完美电导体)型结构的组合)。

因此，此处在上文简要描述且专用于减少单静态雷达配置中的RCS的所有解决方案基本上是基于借助于具有特殊吸收性性质的材料或通过材料层的特定集合布置对入射电磁波的吸收。

发明内容

本发明在至少一个实施例中尤其旨在克服现有技术的这些不同缺陷。

更具体来说，本发明的至少一个实施例的目的是提供用于适配(最大化或最小化)具有扁平化二面形状(即，二面体的形状，所述二面体的两个板相互形成π-2α的角，其中0<α<π/4)的装置的等效雷达截面积(RCS)的技术，此二面体的空间要求小于经典金属二面体的空间要求，所述经典金属二面体的两个板相互形成π/2的角。