[发明专利]反射带可开关型三维宽带吸收式频率选择结构

说明书

本发明涉及反射带可开关型三维宽带吸收式频率选择结构。以往的频率选择结构基本都为无源结构，功能单一，很难对不同环境做出不同的反应。并且少数报道的加载了电调控元件的反射型频率选择结构往往工作频带较窄，工作场合受限。本发明采用双谐振器结合的方式，并通过二极管控制其中一个谐振器的工作状态实现该频率选择结构的反射带的开启与关闭，从而实现工作模式的改变，这大大提升了该频率选择结构的灵活性，拓展了其应用前景。

技术领域

本发明属于微波技术领域，涉及一种反射带可开关型三维宽带吸收式频率选择结构，可作为微波频段的反射面天线的反射面,其潜在的应用场景包括军舰的对空探测雷达等。

背景技术

在当前的军事应用中，采用频率选择表面/结构作为天线罩是减少雷达散射截面的有效方式之一，该种方法能够有效地提升作战平台的隐身性能。

频率选择表面本质上是一种空间滤波器，能对特定频带、极化方式以及入射角度的电磁波进行筛选，将需要的电磁波进行透射，不需要的电磁波反射。因此，采用频率选择表面研制的天线罩能够将探测波进行反射，使其偏离入射路径，从而达到减小天线雷达散射截面(RCS)的目的。但是基于传统频率选择表面的天线罩无法缩减双站/多站的RCS，因此吸收式频率选择结构被提出来。通过在传统的频率选择结构上增加电阻或者有耗材料以及元件，可以实现对带外电磁波的吸收，从而有效降低带外RCS。同时，保证了带内电磁波的正常传输，不会对天线的工作造成影响。

目前已经报道的大多数吸收式频率选择结构都是无源的，这些结构一旦确认，性能也随之确定，无法改变。这大大降低了天线罩的灵活性。为了提升天线罩的灵活性，有源器件被加载到频率选择结构中，通过改变外部控制电压，从而改变天线罩的工作频率、工作状态等性能，有效拓展了天线罩的应用范围。少数报道的有源频率选择结构也无法在很宽的频段内实现性能的可控。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种反射带可开关型三维宽带吸收式频率选择结构，通过构造不同频段的有耗谐振器，实现了极宽的吸波带。并且在高频有耗谐振器上加载两个射频二极管，通过外部加载的电压控制二极管的通断即可实现反射式频率选择结构和宽带吸波体之间的切换。这种结构原理清晰，结构简单，易于设计，成本低廉，相较于已有的有源可切换频率选择结构，这种结构的性能更优。

本发明的反射带可开关型三维宽带吸收式频率选择结构为周期性阵列结构，每个结构单元沿x、y轴无缝排布；每个单元由工作在不同频段的第一、第二有耗谐振器，第一T型直流供电导线，第一金属反射面组成。

所述的第一有耗谐振器为低频谐振器，由第一介质板、印制在第一介质板上下两表面的第一平行金属双线和加载了第一电阻的第一金属曲折线组成。第一金属曲折线位于第一介质板的一端，且第一金属曲折线的一端与位于第一介质板下表面的第一平行金属双线一端连接，另一端接相邻结构单元的第一介质板上表面的第一平行金属双线一端。

所述的第一金属曲折线增加了等效电感，提升了高频吸波频带的性能，此处第一金属曲折线的宽度w_m须满足条件w₁≤w_m≤6*w₁。

所述的第二有耗谐振器为高频谐振器，由第一金属过孔、第一金属直线、第一、第二射频二极管、第二电阻组成。第一金属过孔贯穿第一介质板的中心；第一金属直线上依次加载有第一射频二极管、第二电阻、第二射频二极管；第一金属直线的一端接第一金属过孔，另一端接相邻结构单元的第一金属过孔；

所述的射频二极管电可控，利用了T型直流供电线通过第一金属过孔对其进行电压控制；

所述的第一T型直流供电导线与第二有耗谐振器相连，并沿着x轴方向延伸；