[发明专利]超材料天线罩

说明书

本发明公开了一种超材料天线罩，包括：极化旋转超材料层、蜂窝结构层及频率选择表面层，极化旋转超材料层包括第一介质基板及第一金属结构层；频率选择表面层包括两个第二介质基板、第二金属结构层、第三金属结构层及第四金属结构层；第一介质基板及第二金属结构层分别附着在蜂窝结构层的两侧表面。因此，本发明实施例提供的超材料天线罩，通过设置极化旋转超材料层、蜂窝结构层及频率选择表面层，可以实现在频率选择表面雷达罩工作频带内电磁波的高效透波，同时可以利用超材料层将工作频带外的反射电磁波的极化方向旋转，造成反射电磁波与敌方探测电磁波的极化方式失配，从而达到对敌探测雷达系统隐身的目的，具有重要的应用前景。

技术领域

本发明涉及隐身天线罩技术领域，尤其涉及一种超材料天线罩。

背景技术

频率选择表面是由周期性排列的贴片单元或缝隙单元构成的一种二维周期结构，对电磁波的传播表现出频率选择的滤波特性，即选择特性随频率的变化而变化，对某些频带内的入射电磁波可以全部通过，而对另一些频带内的电磁波可以全部反射。因此，频率选择表面也称为空间电磁滤波器，其最重要的应用就是用来设计混合雷达罩。

频率选择表面隐身天线罩属于外形隐身范畴，必须借助于雷达罩的几何外形，使得电磁波被反射到偏离来波的方向：一方面，使得反射电磁波无法被敌方探测雷达接收到；另一方面，阻止电磁波进入雷达罩使得通过天线二次激发产生较强的散射，从而实现雷达的带外隐身。

然而，现有技术中的频率选择表面隐身技术，对于垂直罩体入射的电磁波或者当面对双基雷达探测系统时，隐身失效。

发明内容

本发明实施例提供了一种超材料天线罩，解决了现有技术中频率选择表面隐身技术对垂直入射电磁波或双基雷达系统难以隐身的问题。

本发明实施例提供的一种超材料天线罩，包括：极化旋转超材料层、蜂窝结构层及频率选择表面层，所述极化旋转超材料层包括第一介质基板及第一金属结构层，所述第一金属结构层附着在所述第一介质基板一侧表面，且所述第一金属结构层包括多个均匀设置的条形金属块，多个所述条形金属块与所述第一介质基板的边的夹角为45°；所述频率选择表面层包括两个第二介质基板、第二金属结构层、第三金属结构层及第四金属结构层，所述第三金属结构层设置于两个所述第二介质基板之间，且所述第三金属结构层为正交十字网格结构，所述第二金属结构层及所述第四金属结构层分别设置在所述两个所述第二介质基板的外侧表面，且所述第二金属结构层及所述第四金属结构层由多个尺寸相同且周期排布的正方形贴片构成，且所述正方形贴片的中心点与所述正交十字网格的中心点在竖直方向上一一对应；所述第一介质基板及所述第二金属结构层分别附着在所述窝结构层的两侧表面。

较佳的，本发明实施例提供的超材料天线罩，所述第一介质基板为FR4，所述第二介质基板为F4B，所述第一金属结构层、所述第二金属结构层(302)、所述第三金属结构层及所述第四金属结构层为金属铜。

较佳的，本发明实施例提供的超材料天线罩，所述蜂窝结构层为芳纶纸蜂窝。

较佳的，本发明实施例提供的超材料天线罩，所述第一介质基板的厚度为0.018mm，所述条形金属块的宽度为1.8mm，长度为14mm，每个所述条形金属块所在的旋转极化超材料单元的边长为12mm，所述第二介质基板的厚度为2mm，每个所述正方形贴片及所述正交十字网格所在的频率选择表面单元的边长为9mm。

较佳的，本发明实施例提供的超材料天线罩，所述第一介质基板的介电常数为4.3(1-j0.025)，所述第二介质基板的介电常数为2.65(1-j0.001)；所述第一金属结构层、所述第二金属结构层、所述第三金属结构层及所述第四金属结构层的导电率为5.8×10⁷S/m。