[发明专利]一种带阻型FSS结构、FSS屏及罩壁结构

说明书

本发明提供一种带阻型FSS结构、FSS屏及罩壁结构，所述的FSS结构由一层带阻形FSS单元结构构成，所述的FSS单元结构由多个偶极子复合而成，且所述的FSS单元结构采用正方形栅格周期排列。本发明且仅需一层FSS结构，可实现插入损耗小于1dB，带外频段具备强隐身隐身、陡截止特性，同时在宽入射角度范围内保持高稳定度；且FSS结构可通过调节单元尺寸、介质电参数和厚度来满足不同工作带宽的需求。

技术领域

本发明属于电磁场与微波技术领域，具体涉及一种带阻型FSS结构、FSS屏及罩壁结构。

背景技术

20世纪90年代至今，机载雷达出现新特征：一是窄带到宽带的变化，国际上三代机装备的典型频带带宽在200～300MHz。四代机雷达的工作带宽达4GHz、8GHz、十几GHz、乃至更宽。二是透波兼隐身，四代机在具有高透波的前提下，明确提出了隐身(低RCS)的要求，即雷达罩要对雷达天线舱的强散射起到遮蔽作用。气动稳定性和阻力的改进确定为大长细比、带边条特征的尖削机头雷达罩外形设计，造成了电磁波的大入射角特性，这是四代机外形的典型特征，给雷达罩设计带来很大难度。FSS技术可实现电磁波的精确调控，相应的FSS雷达罩可同时具备透波、隐身性能，是传统介质罩的升级换代产品。

经典FSS结构验证了二维周期排列结构可实现电磁波的选择性透过、及特定频段电磁波的抑制特性，然而经典FSS单元结构很难同时在大入射角度范围内具备超宽带通带、低插入损耗、陡截止、强抑制的电磁响应特性，其通带带宽往往在2GHz以内具备低损耗特性，但陡截止特性较差。在实际工程化应用中，对通带特性、截止特性、隐身特性均具有极其苛刻要求，目前常通过多层FSS结构级联技术来拓宽通带带宽、实现陡截止特性，而考虑到实际的工艺成型技术，即实际工艺成型中要求上下层FSS单元结构要求精准对齐，操作时几乎很难控制精度；因此，往往要求FSS结构的层数尽量少，层数越少，在实际工程应用中成熟度越高，操控精确，然而，层数少的话，要实现与多层FSS相同的带宽、损耗、陡截止等电指标，存在很大的困难。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明的目的在于克服传统介质雷达罩无法在特定宽频段内具备高透波性能，以及介质雷达罩易造成的强散射特性，提供了一种带阻型FSS结构、FSS屏及罩壁结构，可在宽频段内具备高透波、带外波段具备强隐身、陡截止功能。

本发明的技术解决方案：

一方面，本发明提供一种带阻型FSS结构，其中，所述的FSS结构由一层带阻形FSS单元结构构成，所述的FSS单元结构由多个偶极子复合而成，且所述的FSS单元结构采用正方形栅格周期排列。

进一步的，所述的FSS单元结构具体为：由十字二阶分形贴片结构内部复合井字形贴片结构组成，且两种单元结构的中心重合；

另一方面，本发明还提供一种FSS屏，基于上述FSS结构，采用镀膜、光刻的方法在聚酰亚胺基底上制备得到单层FSS屏，具体的制备方法为本领域公知的技术，在此不再赘述；

进一步的，本发明提供一种罩壁结构，采用单层FSS屏的实芯壁结构方式，将单层FSS屏固化于蒙皮材料内；

进一步的，所述的蒙皮采用高介电常数的复合材料；

进一步的，本发明还提供上述罩壁结构的设计方法，包括：

一、确定天线罩材料和罩壁厚度最小值；

该步骤可采用本领域常规的手段获得，具体为：

根据指标要求，选用本发明FSS结构方案；