[发明专利]一种基于Van Atta阵列极化转换的低RCS微带天线

说明书

本发明提供了一种基于Van Atta阵列极化转换的低RCS微带天线，包括Van Atta极化旋转阵列、同轴接头、上下层叠的第一介质基板和第二介质基板，第一介质基板的上表面设有辐射单元，所述辐射单元的几何中心与第一介质基板的几何中心重合，Van Atta极化旋转阵列将辐射单元包围，第二介质基板的几何中心为空心。双极化Van Atta极化旋转子阵列，按中心对称排布在辐射单元周围，使反射得到的电磁波两两极化相反，形成散射相消，实现低雷达散射特性。通过调整正方形区域的大小，消除了由于引入双极化方阵对天线辐射特性产生的影响，在保证了天线正常辐射的前提下，最终在工作频带内降低了雷达散射截面。

技术领域

本发明属于天线技术领域，具体涉及一种基于Van Atta阵列极化转换的低RCS微带天线。

背景技术

在现如今的通信系统中，天线作为核心部分，辐射特性和散射特性是衡量天线性能优良的主要指标。雷达散射截面(RCS)是目标在平面波照射下在给定方向上返回功率的一种量度，是散射特性中最基本的参数。实现天线低雷达截面特征，并且保证其本身的辐射特性不受到明显的影响，是天线雷达截面减缩领域中最大的难题。

微带天线是在一个薄介质基片上，一面附上金属薄层作为接地板，另一面用蚀刻一定形状的金属贴片，利用微带线或同轴探针对贴片馈电构成的天线，因具有体积小、重量轻、制造工艺简单、易共形等优点，而被广泛地应用。

实现微带天线低雷达散射截面特性的手段主要有加载雷达吸波材料技术、外形技术以及有源或无源对消技术，其中前两种是最为有效和最常用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于Van Atta阵列极化转换的低RCS微带天线，实现微带天线的低雷达散射截面特性。

本发明提供的技术方案如下：

一种基于Van Atta阵列极化转换的低RCS微带天线，包括Van Atta极化旋转阵列、同轴接头、上下层叠的第一介质基板和第二介质基板，所述第一介质基板的上表面设有辐射单元，所述辐射单元的几何中心与第一介质基板的几何中心重合，所述Van Atta极化旋转阵列将辐射单元包围，所述第二介质基板的几何中心为空心；

所述Van Atta极化旋转阵列由(2n+1)²-1个Van Atta极化旋转子阵列组成，n为包围辐射单元的Van Atta极化旋转子阵列圈数，n为正整数；所述 Van Atta极化旋转子阵列为方阵且包括四个阵元和设于第二介质基板下表面的四条微带连接线；

每个阵元包括设于第一介质基板上表现的金属贴片、设于第一介质基板下表面的金属地板、设于金属地板上的缝隙、设于第二介质基板下表面的微带馈线，每个阵元设有两个相互垂直的微带馈线，每条微带连接线连接一条对角线上两个阵元的微带馈线，各微带连接线不交叉，所述金属贴片和缝隙与微带馈线位置上下对应，所述同轴接头的内芯连接辐射单元，所述同轴接头的外芯连接金属地板。

所述Van Atta极化旋转阵列由八个Van Atta极化旋转子阵列组成，八个Van Atta极化旋转子阵列沿第一介质基板的几何中心对称设置，中间围成一正方形区域。

所述辐射单元为圆形，直径为d，0.5×λ_ε≤d≤0.6×λ_ε，其中，λ_ε为中心工作频率对应的介质波长。

所述金属贴片为长度为L_p、宽度为W_p的矩形贴片，0.35×λ_ε≤L_p≤0.5×λ_ε， 0.35×λ_ε≤W_p≤0.5×λ_ε，其中λ_ε为中心工作频率对应的介质波长。

所述四条微带连接线包括两条第一微带连接线和两条第二微带连接线，所述第一微带连接线和第二微带连接线电长度相差1/2波长。