[发明专利]基于频率选择表面的L/C双波段共口径天线

说明书

技术领域

本发明属于天线技术领域，涉及L/C双波段共口径天线，可用于无线通信系统及合成孔径雷达SAR。

技术背景

雷达系统采用多种频段，可以有效地提高雷达的多功能性，尤其是当雷达系统采用高低频段组合时，可以提供更多关于成像区域的信息。在各种环境和工作条件下，高低频的波段组合具有明显优势。例如，在低频段，树丛造成的衰减和立体散射较少，低频段还适用变化检测，具有较低虚警率；高频段具有很好的分辨率、目标识别和跟踪功能。

合成孔径雷达SAR不但能用来获取大地域的地面图像，而且具有很强的穿透能力，现已广泛应用于资源勘探、重大灾情估计、大地测绘等领域，在军事上更具有独到的优势。而SAR天线是决定合成口径雷达性能的关键子系统之一，天线的好坏直接影响了系统的灵敏度、距离和方位分辨率、成像模糊度及测绘带宽等性能。

目前SAR天线的一个重要趋势是共口径、多极化、多波段、宽频带。多极化可以提高信息量，多波段工作对不同的反射体提供良好的扫描分辨率、穿透性和反射数据；利用两个或多个波段共用一个天线阵面，可以充分发挥在各个不同波段同时进行雷达测量所具有的特点；共用口径的实现不但减小了重量和体积，还可以共享天线阵后面的许多雷达分系统，提高系统的有效载荷、能源的效率。

然而，现有的共口径天线多采用微带贴片天线，微带贴片天线的带宽较窄，交叉极化较差，而且现有的共口径结构的隔离度较低。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种基于频率选择表面的L/C双波段共口径天线，以增加天线带宽，降低交叉极化，提高天线隔离度。

为实现上述目的，本发明包括：L波段天线1、C波段天线3和金属地板5，其特征在于：

L波段天线1位于最上层，金属地板5位于最下层，C波段天线3位于L波段天线1与金属地板5之间；

L波段天线1与C波段天线3正交放置，共用L波段天线1的口径；每个天线均采用领结型金属贴片结构；

L波段天线1上刻有对C波段天线3呈现带通特性的N个频率选择表面单元10，N≥6，这些单元均匀排列，形成嵌入频率选择表面的L波段天线1的领结型结构。

上述的基于频率选择表面的L/C双波段共口径天线，其特征在于：L波段天线1与C波段天线3之间填充有第一层支撑泡沫2，C波段天线3与地板5之间填充有第二层支撑泡沫4。

上述的基于频率选择表面的L/C双波段共口径天线，其特征在于：每个频率选择表面单元10包括正六边形金属贴片11和正六边形金属环12，该正六边形金属贴片11与正六边形金属环12之间为正六边形缝隙13。

上述的基于频率选择表面的L/C双波段共口径天线，其特征在于：正六边形金属环12与正六边形缝隙13的宽度相同，均为λ_C/290，λ_C为C波段天线3在空气中的工作波长。

上述的基于频率选择表面的L/C双波段共口径天线，其特征在于：正六边形金属贴片11的两条平行边之间的距离为λ_C/6，λ_C为C波段天线3在空气中的工作波长。

上述的基于频率选择表面的L/C双波段共口径天线，其特征在于：第一层支撑泡沫2为ROHACELLHF型泡沫，其厚度为λ_L/5，λ_L为L波段天线在空气中的工作波长，第二层支撑泡沫4为ROHACELLHF型泡沫，其厚度为λ_C/4，λ_C为C波段天线3在空气中的工作波长。

上述的基于频率选择表面的L/C双波段共口径天线，其特征在于：每个频率选择表面单元10可进一步采用正六边形金属贴片11和正六边形金属环12，该正六边形金属贴片11与正六边形金属环12之间为正六边形缝隙13，正六边形缝隙13上有六个大小相等的双F型缝隙14，这些双F型缝隙分别垂直位于正六边形缝隙13各边的中间位置，呈中心对称分布。

上述的基于频率选择表面的L/C双波段共口径天线，其特征在于：每个双F型缝隙14由两条垂直缝隙和夹在该两条垂直缝隙之间的四条水平缝隙构成，该两条垂直缝隙长度相等，均为λ_C/25，四条水平缝隙的长度相等，均为λ_C/116，两条垂直缝隙的宽度和四条水平缝隙的宽度均与正六边形缝隙13的宽度相等，均为λ_C/290，λ_C为C波段天线3在空气中的工作波长。