[发明专利]基于频率选择表面的低雷达散射截面微带贴片天线

说明书

本发明公开了一种基于频率选择表面的低雷达散射截面微带贴片天线，包括微带辐射贴片、介质基板、金属地板、同轴接头和频率选择表面。介质基板上表面印制微带辐射贴片，介质基板下表面印制金属地板和频率选择表面。频率选择表面由若干周期性排布的频率选择表面单元构成，且中间留有正方形区域用于印制金属地板。工作频带内，频率选择表面呈带阻特性，保证微带贴片天线的正常辐射；工作频带外，频率选择表面呈带通特性，能极大减小电磁波的后向散射，有效降低雷达散射截面。本发明的微带贴片天线具有稳定的辐射特性和良好的雷达散射截面，可以用作现代低雷达散射截面设备的通信天线。

技术领域

本发明属于天线技术领域，涉及一种低雷达散射截面的微带贴片天线，特别涉及一种通过应用带阻型频率选择表面降低雷达散射截面的微带贴片天线，既能保证天线正常的辐射特性，又能缩减天线的雷达散射截面，适用于现代隐身军事装备的雷达系统。

背景技术

1.雷达散射截面(RCS)是雷达探测领域中衡量目标可识别特性的重要参数，表征在平面电磁波照射下目标在给定方向上反射功率的强度。降低己方目标的雷达散射截面，能够大幅度削弱敌方雷达探测系统的作战半径和战斗效力，提高己方军事武器装备的战场生存能力和突防能力。因此，如何减缩目标的雷达散射截面成为决定现代复杂电磁环境中战争胜败的关键因素。隐身技术的快速发展极大地降低了现代军事武器装备的雷达散射截面。对于低可见军事平台，作为目标系统的强辐射源和强散射源，天线雷达散射截面对总体雷达散射截面的贡献最大。有效减缩阵元天线的雷达散射截面对减缩大型天线阵列系统的雷达散射截面意义重大。但是，受限于天线系统自身工作的特点，它必须保证工作频段内电磁波的正常接收和发射，这就使常规的隐身措施无法简单地运用于天线系统的隐身。因此，天线的隐身问题成为目标隐身技术领域的难点。目前，国内外还没有一种特别理想的技术途径，能够显著减缩天线雷达散射截面的同时又不影响天线正常的辐射特性。因此，发明兼顾辐射特性和散射特性的天线具有重要的工程价值和军事意义。

2.天线系统是一种特殊的散射体，其散射场包括结构项散射场和模式项散射场。前者与天线端口的负载情况无关，是指天线接匹配负载时的散射场，散射机理与普通散射体机理相同，因而称为结构项散射场。后者则是指由于负载与天线的输入阻抗不匹配，导致反射的电磁波经天线二次辐射而引起的散射场，是一种依赖于天线端口负载的散射场，因而称为模式项散射场。模式项散射场是天线不同于普通散射体而特有的散射场。

3.微带贴片天线是指在具有金属地板的介质基板上面印制或者刻蚀特定形状的金属贴片而形成的一类微波天线。微带贴片天线具有结构简单、成本低廉、剖面低、易共形和便于与有源和无源电路集成的突出优点，因此广泛应用于陆海空天各种军事通信系统。现有微带贴片天线的金属地板的尺寸通常要大于辐射贴片，导致其存在着散射特性差、雷达散射截面大的缺点。因此，研制具有低雷达散射截面的微带贴片天线具有非常重要的意义。

4.频率选择表面属于电磁超材料的范畴，由周期性排布于导电金属表面上的缝隙或者介质基板表面上的金属贴片构成。它本质上是一种空间滤波器，能够透过特定频段内的电磁波，反射特定频段外的电磁波。频率选择表面通常与传统的天线罩结合，构成频率选择表面天线罩，降低天线的雷达散射截面。但是，大曲率结构频率选择表面天线罩的加工难度高、频率选择性能差、制作费用昂贵。此外，频率选择表面天线罩还会带来电磁波信号衰减的问题，影响无线通信系统的性能。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的缺点和不足，提出了一种基于频率选择表面的低雷达散射截面微带贴片天线。

为实现上述的目的，本发明所述基于频率选择表面的低雷达散射截面微带贴片天线，包括微带辐射贴片、介质基板、金属地板、同轴接头和频率选择表面。介质基板上表面印制矩形微带辐射贴片，介质基板下表面印制方形金属地板和频率选择表面。

所述基于频率选择表面的低雷达散射截面微带贴片天线，其中，频率选择表面由若干周期性排布的频率选择表面单元构成，而且中间缺省数个频率选择表面单元，预留有正方形区域，用于印制金属地板，方便与同轴接头的连接。