[发明专利]一种龙伯透镜反射器及包含其的无源雷达反射球

说明书

本发明涉及龙伯透镜反射器及包含其的无源雷达反射球，所述龙伯透镜反射器采用3D技术打印成型，无源雷达反射球包含波透镜反射器球，还包括底盘和中空的壳体，所述底盘固定连接在所述壳体的底部，所述壳体的外壁设置把手，所述壳体的内部设置龙伯透镜反射器，所述介质球层的介电常数由球心向外逐渐减小，所述龙伯透镜反射器的底部设置反射区。本发明所述龙伯透镜反射器具有较好的反射效果，所述无源雷达反射球抗干扰能力强，多个无源雷达反射球串联组成无源级联雷达反射球体假目标，解决了无源雷达信号模拟中反射面积有限，反射信号受环境干扰的问题。

技术领域

本发明涉及无源雷达假目标模拟技术领域，尤其是一种龙伯透镜反射器及包含其的无源雷达反射球，用于水上雷达假目标的模拟。

背景技术

目前水上无源雷达假目标模拟比较实用的都采用充气式角反射体来模拟，这种反射体虽然使用方便，直接投射自动充气打开，但实用效果由于采用充气式在水面漂浮，随之水流或海浪的变化对其雷达反射面积影响会很大，即雷达的反射面积随之海况或水况气象条件不同会变化很大，这在某种程度上限制了其使用。尤其是该反射体不能带有一定速度进行拖曳，因为这样会造成角反射体变形，更加影响其雷达反射面积。

采用龙伯透镜技术实现无源雷达反射体目前在雷达应用领域还没有出现，由于雷达反射面积一般都需要形成大面积的有效反射，这就需要龙伯透镜要有很大的尺寸和极高的制作精度以及介质的分布层次精度才能保证，即对龙伯透镜的每层介质层介质要分布均匀，介质过度要平滑等，这给制造高精度的龙伯透镜反射体带来了很大困难，对龙伯透镜的制作精度要求很高才能做到，这在以前用开模模具的方法是无法做到的，因此采用龙伯透镜技术实现大反射面积雷达反射在雷达领域应用受到了极大的限制，在以往的技术实现上几乎不可能。龙伯透镜技术的成熟应用都是在通信领域应用，用于通信天线，由于通信领域需功率较小，对龙伯透镜要求不高，只要方向图和增益满足要求就可以了，关键是需要体积较小，制造也不复杂，所以龙伯透镜技术在通信领域得到了应用。例如发明专利申请CN110336135A公开了一种基于3D打印机设计的低成本龙伯透镜天线，主要解决现有技术结构复杂，不便加工的问题。其包括半球透镜(1)、圆形金属反射板(2)、塑料支架(3)和Vivaldi馈源(4)，半球透镜固定在圆形金属反射板上表面，且球心与反射板圆心重合，Vivaldi馈源固定在半球透镜的焦距位置，该半球透镜采用由球核(11)和两层半球壳(12，13)构成的网状填充结构，且第一层半球壳嵌套在球核外面，第二层半球壳嵌套在第一层半球壳外面，该三者的等效介电常数不同，且各自对应着不同填充率的填充介质。由于通信领域的频段与雷达领域的频段完全不同，虽然应用的理论原理基本相同，但在实际应用方法，制作方法，制作精度，制作工艺，应用目的和应用效果是完全不同的两个方面，因此上述专利的内容无法解决雷达无源模拟中存在的问题。

无源雷达反射器目前应用主要有三种，一种是无源角反射器，一种是双锥反射器，一种是龙伯透镜反射器。角反射器有效反射面积较大，但水平面上的方向图宽度比较窄；双锥反射器的在水平面上无方向性限制，但有效反射面积比同样尺寸的角反射器要小，龙伯透镜反射器在同样的尺寸下既有较大有效反射面积，水平面上的方向图宽度又比较宽。

由于龙伯透镜需要专门的材料和制造工艺及精度，造价贵，重量大，在3D打印技术未成熟之前，采用开模具方法制作，工艺复杂，精度很难把握，因此一直没有得到应用。无源角反射器应用最广泛的是三角形反射器，目前水面上可以应用的无源假目标只有充气式多面体角反射球体形成球体结构反射作为假目标。为了达到很大的雷达反射面积，充气后的多面角反射球体体积庞大，一般球体直径尺寸要大于4米以上，才能满足模拟舰船实际雷达有效反射面积的需要。这种反射球体只能在海上飘动，不能以一定的速度移动，一旦以一定速度移动受风阻力影响，整体会变形，雷达有效反射面积变化很大，甚至会产生没有有效雷达反射面积问题，因此实际应用中会受到很大限制，只能以自然漂浮目标作为使用。