[发明专利]一种基于有源频率选择表面的RCS可控的龙伯透镜反射器

说明书

本发明公开了一种基于有源频率选择表面的RCS可控的龙伯透镜反射器，包含龙波透镜和反射板，反射板的曲率和龙波透镜相匹配；龙波透镜呈球状、由内至外包含N层相对介电常数依次变小的介质层；反射板包含若干呈阵列分布的AFSS反射单元，AFSS反射单元具有透射和反射功能并且能够切换。本发明利用AFSS反射面来代替一般的龙伯透镜反射器的金属反射面，通过外加直流电压控制AFSS反射面的PIN二极管的状态、PIN二极管导通与截止数目，可以使AFSS反射面在透射和反射状态之间进行切换，控制AFSS反射面的反射强度的大小，从而实现龙伯透镜反射器RCS大小的可调。

技术领域

本发明涉及电磁场与微波技术领域，尤其涉及一种基于有源频率选择表面的RCS可控的龙伯透镜反射器。

背景技术

雷达散射截面（RCS）是度量目标对雷达波散射能力的一个物理量，定义为：单位立体角内目标朝接收方向散射的功率与从给定方向入射与该目标的平面波功率密度之比的4π倍。随着雷达探测和隐身技术的发展，军用和民用中有时都需要增强RCS，龙伯透镜反射器就可以用来增强目标RCS，它是最常见的无源RCS增强器，使用寿命长，应用广。龙伯透镜反射器由龙伯透镜和反射面组成。龙伯透镜最早是学者R.K. Luneburg于1944年提出，即如果一束平面波入射到龙伯透镜表面，它会聚焦在龙伯透镜沿直径的另外一个端点上，如附图1所示，如果在聚焦处放置反射板就会将入射波以高增益反射回去，从而增大RCS。一般龙伯透镜反射器的反射面是金属，所以其RCS大小不可控。

有源频率选择表面（AFSS）是通过加载有源器件（如PIN二极管、变容二极管等）来实现频率选择表面（FSS）滤波特性的人为控制，AFSS一般是通过在传统FSS单元结构中加载一系列有源器件并设计相应的馈线系统制成的。AFSS可实现的功能包括指定频段FSS滤波特性的开关控制、FSS工作频带的调节、FSS滤波性能强弱的控制等等，这也为吸波材料、可调滤波器、有源相控阵雷达、可调电磁屏蔽材料等领域的研究提供了全新的解决方案，具有十分重要的军事研究价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种基于有源频率选择表面的RCS可控的龙伯透镜反射器。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案

一种基于有源频率选择表面的RCS可控的龙伯透镜反射器，包含龙伯透镜和反射板，反射板的曲率和龙伯透镜相匹配；龙伯透镜呈球状、由内至外包含N层介质层，由内至外N层介质层的相对介电常数依次变小，N为大于等于3的自然数；

所述反射板包含若干呈阵列分布的AFSS反射单元，所述AFSS反射单元具有透射和反射功能并且能够切换。

作为本发明一种基于有源频率选择表面的RCS可控的龙伯透镜反射器进一步的优化方案，所述AFSS反射单元可采用耶路撒冷十字形缝隙或者双层以上的耦合型频率选择表面结构。

作为本发明一种基于有源频率选择表面的RCS可控的龙伯透镜反射器进一步的优化方案，所述AFSS反射单元包含介质基底、内贴片、外贴片和四个PIN二极管；

所述介质基底采用柔性介质制成，内贴片、外贴片均采用金属制成，且内贴片、外贴片均设置介质基底的表面上；

所述内贴片呈正方形，外贴片呈方框状，内贴片设置在外贴片内、且内贴片的四边和外贴片内框的四边一一对应平行且距离相等；

所述四个PIN二极管分别加载在内贴片四边中点和其对应外贴片内框四边的中点之间；

所述内贴片、外贴片的介质底板均采用柔性介质制成；

所述四个PIN二极管接外部直流电压，用于调节反射板的RCS。