[发明专利]基于相位相消和阻抗吸波的超宽带RCS缩减方法及结构

说明书

本发明公开了一种基于相位相消和阻抗吸波的超宽带RCS缩减方法及结构，属于电磁隐身与天线技术领域，首先构建棋盘结构，其中，所述棋盘结构由两种反射相位不同的棋盘单元斜对角排列构成；然后，构建频率选择表面吸波体，其中，所述频率选择表面吸波体由周期型频率选择表面和集总电阻元件加载构成；最后，将所述棋盘结构放置于所述频率选择表面吸波体之上构成目标结构，其中，所述棋盘结构与所述频率选择表面吸波体的工作带宽相邻。通过本发明结合棋盘结构的相位相消与频率选择表面吸波体的阻抗吸波机理，实现了工作频段的叠加。

技术领域

本发明属于电磁隐身与天线技术领域，更具体地，涉及一种基于相位相消和阻抗吸波的超宽带RCS缩减方法及结构。

背景技术

电磁隐身技术是一种通过减小军事目标对雷达的有效散射截面，实现缩短敌方雷达探测距离的方法，该方法极大地提升了己方武器平台的突防能力和生存力。目标的雷达散射截面(Radar Cross Section，RCS)大小是目标电磁散射特性的重要指标，RCS的缩减即意味着雷达天线探测距离的相应减小。根据雷达方程，最大探测距离与目标RCS的四次方根成正比关系。在RCS缩减10dB的情况下，雷达的探测距离将减小为原来的56％。因此，电磁隐身技术的核心在于采用有效的方法来降低目标的RCS大小。

RCS缩减方法主要包括外形设计和材料吸波两种类型。第一种通过外形优化将散射电磁波偏转到其它方向上，使得回波能量尽可能少地进入敌方雷达接收角域范围，但该方法会降低武器装备的气动性能，并且某一方向上RCS的减小必然会导致另一方向上RCS的增大；第二种是利用特殊材料或结构，将入射电磁波转化为热能、化学能等其它形式的能量。实际应用中，该方法存在带宽较窄、吸收强度较低等缺点，且受限于吸波材料的重量、体积等。随着雷达探测设备工作频段逐渐变宽，常规RCS缩减方法在宽频带雷达波探测下将变得更加困难。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种基于相位相消和阻抗吸波的超宽带RCS缩减方法及结构，实现了超宽带RCS缩减性能。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于相位相消和阻抗吸波的超宽带RCS缩减方法，包括：

构建棋盘结构，其中，所述棋盘结构由两种反射相位不同的棋盘单元构成，每一种棋盘单元周期排列后均以斜对角线分布；

构建频率选择表面吸波体，其中，所述频率选择表面吸波体由周期型频率选择表面和集总电阻元件加载构成；

将所述棋盘结构放置于所述频率选择表面吸波体之上构成目标结构，其中，所述棋盘结构与所述频率选择表面吸波体的工作带宽相邻。

在一些可选的实施方案中，由周期分布的铜箔方框组成第一棋盘单元，由周期分布的铜箔圆片组成第二棋盘单元，由所述第一棋盘单元与所述第二棋盘单元均以斜对角线分布，以构成所述棋盘结构。

在一些可选的实施方案中，所述第一棋盘单元与所述第二棋盘单元的周期均不大于对应单元的一个工作波长，所述第一棋盘单元与所述第二棋盘单元的总边长均不小于对应单元的一个工作波长。

在一些可选的实施方案中，所述周期型频率选择表面为周期分布的铜箔方框，在各方框的四条边中间位置处均设置具有一定宽度的缝隙，在缝隙中间焊接集总电阻元件，以构成所述频率选择表面吸波体。

在一些可选的实施方案中，所述频率选择表面吸波体中的周期分布的铜箔方框的周期不大于频率选择表面吸波体的一个工作波长。

在一些可选的实施方案中，位于上层的棋盘结构和下层的频率选择表面吸波体总边长大小相同，均不小于对应结构的两个工作波长。

在一些可选的实施方案中，所述棋盘结构附着于第一介质衬底上方，所述频率选择表面吸波体附着于第二介质衬底上方，在所述第二介质衬底之下为金属背板，在所述第一介质衬底与所述频率选择表面吸波体之间及所述第二介质衬底与所述金属背板之间均为空气隔层。