[发明专利]一种填充等离子体的可调缝隙式周期频选装置

说明书

本发明涉及一种可调缝隙式周期频选装置，包括：周期阵列层、等离子体间隔层和透波外罩；其中，透波外罩为透波且密闭的腔体结构；周期阵列层设置在透波外罩内腔的上表面，包括周期排列的多个缝隙单元；等离子体间隔层填充于透波外罩内腔中。本发明通过调整周期阵列层中缝隙单元的缝隙周长可以调整进入周期频选装置的电磁波，使特定频段的电磁波可以进入周期频选装置，其他频段的电磁波被反射；通过调整等离子体间隔层中等离子体的谐振频率和电子碰撞频率，即可实现对中心透波频率的调整。采用本发明的周期频选装置进行滤波，调整过程方便、快捷、可靠性高，在高频范围内仍然适应，且结构简单、成本低。

技术领域

本发明涉及频率选择表面技术领域，尤其涉及一种填充等离子体的可调缝隙式周期频选装置。

背景技术

频率选择表面(Frequency Selective Surface，FSS)由周期贴片阵列或缝隙阵列组成，具有滤波特性。不同于一般的电路滤波器仅对频率有选择作用，FSS对频率、角度、极化方式等都有选择作用，因此也被称为空间滤波器。

按滤波的类型来分，FSS可以分为带通型和带阻型，分别对应缝隙单元和贴片单元。利用缝隙型周期阵列制成的带通FSS天线罩，可以在带内透波，保证天线正常工作，在带外反射(或吸收)电磁波，从而降低目标的RCS(Radar-Cross Section，雷达散射截面积)。贴片型周期阵列做成的选频滤波反射面天线能使其在我方雷达频带内具有良好的反射特性，以保证反射面在天线频率内正常工作；而在带外,这种表面则具有良好的透波性能，对敌方雷达不产生散射。

由于飞行器头部的天线舱存在天线等有源器件，这些有源器件在工作时是一个很强的散射源，因此天线舱成为飞行器的主要散射源，能否降低天线舱的RCS是飞行器能否隐身的关键所在。对天线舱进行赋形或采用吸波材料技术虽然可以在一定范围内降低天线舱的RCS，但远远达不到现阶段的隐身要求。目前，降低天线舱RCS最为有效的方法是带通FSS天线罩技术。FSS天线罩在天线工作的频带范围内FSS天线罩有很好的透波特性，不影响天线的正常工作，在天线的工作频带外，FSS天线罩有很好的截止特性，其截止效果接近于金属罩，利用其流线外形将敌方雷达波反射到不同方向，而不照到天线上，从而降低了天线舱的RCS。其工作原理图如图1所示。

传统的FSS天线罩只要单元和介质层固定，其中心透波频率保持不变。虽然可以通过有源阵列的方式调节其谐振频率，但其结构很复杂，需求的加工精度较高，成本也较高，在高频范围由于单元尺寸较小实现起来也很困难。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种填充等离子体的可调缝隙式周期频选装置。

根据本发明的填充等离子体的可调缝隙式周期频选装置，包括：周期阵列层、等离子体间隔层和透波外罩；其中，

透波外罩为透波且密闭的腔体结构；

周期阵列层设置在透波外罩内腔的上表面，包括周期排列的多个缝隙单元；

等离子体间隔层填充于透波外罩内腔中。

可选地，缝隙单元通过涂覆、或粘贴或镶嵌的方式设置在透波外罩内腔的上表面。

可选地，缝隙单元包括：金属层，以及刻设在金属层上的缝隙。

可选地，缝隙的结构为：圆环、或方环、或Y形、或六边形、或十字形。

可选地，等离子体间隔层采用的等离子体为氩气电离的等离子体。

本发明的上述技术方案具有如下优点：通过调整周期阵列层中缝隙单元的缝隙周长可以调整进入周期频选装置的电磁波，使特定频段的电磁波可以进入周期频选装置，其他频段的电磁波被反射；通过调整等离子体间隔层中等离子体的谐振频率和电子碰撞频率，即可实现对中心透波频率的调整。采用本发明的周期频选装置进行滤波，调整过程方便、快捷、可靠性高，在高频范围内仍然适应，且结构简单、成本低。