[发明专利]一种频率选择表面型曲面介质及卡塞格伦天线系统

说明书

本发明公开了一种频率选择表面型曲面介质及卡塞格伦天线系统，该曲面介质包括介质基底，介质基底的上表面为锅盖状的曲面，下表面是在上表面相同形状的基础上朝介质基底上表面方向削切形成的形状，使得介质基底上表面到下表面的垂直距离从介质基底的外边缘到中心依次递减；所述介质基底的上表面附着有设定厚度的金属层，锅盖状的金属层的中间区域实现所需波段能量全反射，外围区域的金属层上环形阵列设置有相同大小的缝隙单元，实现所需波段能量的透射。该发明的优点在于：本发明通过调整介质基底从外边缘到中心的厚度不同，这样即使投射角度发生变化，金属层的缝隙从外边缘到中心的尺寸均不需要发生变化，这样大大降低了加工的难度。

技术领域

本发明天线反射面技术领域，尤其是一种频率选择表面型曲面介质及卡塞格伦天线系统。

背景技术

随着国内毫米波技术水平的进步，毫米波测云雷达技术也得到了快速发展，单一波段的测云雷达因其各自的固有缺陷影响，已不能满足目前系统的需求，发展双波段或多波段测云雷达势在必行。早期进行双波长探测采用双雷达，即两部不同波段的雷达同时开机，对同一目标进行探测。这种方法最大的问题是难以保证两部雷达探测的是同一目标，且设备量大，运行维护要求高。共口径天线雷达，是解决上述问题的有效方法。共口径技术是不同的工作频段共用一种天线口径的结构技术，一定程度上减少了系统的复杂度和天线在系统中的体积。常用的共口径技术中，频率选择表面具有结构简单、加工成本低等优势，是一种较佳的选择。

频率选择表面(FSS)是一种单层或多层周期结构，一般由相同的金属贴片单元或者金属屏上的孔径缝隙单元按照一定的规律排列而成。作为一种空间滤波装置，其对不同的频率、极化方式、入射角度具有不同的散射特性，从而可以有效的控制电磁波的反射或透射性能。至今为止，大多数对FSS的研究大都处于无限大或有限大的平面结构，而实际应用中采用频率选择表面技术的大多都是有限大的曲面结构形式。曲面结构的FSS并没有呈现出严格的类似无限大平面结构FSS的周期特性，因而当电磁波入射时，会产生频率漂移、极化不稳定等特性，使问题的分析变得相对复杂。因此急需一种频率选择表面型曲面介质及卡塞格伦天线系统来控制电磁波的反射或投射性能。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，为此，本发明提供一种频率选择表面型曲面介质及卡塞格伦天线系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种频率选择表面型曲面介质，包括介质基底，介质基底的上表面为锅盖状的曲面，下表面是在上表面相同形状的基础上朝介质基底上表面方向削切形成的形状，使得介质基底上表面到下表面的垂直距离从介质基底的外边缘到中心依次递减；所述介质基底的上表面附着有设定厚度的金属层，锅盖状的金属层的中间区域实现所需波段能量全反射，外围区域的金属层上环形阵列设置有相同大小的缝隙单元，实现所需波段能量的透射。

优化的，所述介质基底的上表面的形状由双曲线方程中的一条曲线绕x轴旋转后形成的形状，其中，x、y为双曲线的点坐标，a、b为双曲线坐标轴对应的半长轴、半短轴，与x轴相交的点作为介质基底上表面的中点。

优化的，所述介质基底的下表面的外边缘到中心为阶梯状。

优化的，所述介质基底的下表面的中心位置还设置有用于支撑介质的介质柱，所述介质柱长度方向的中轴线与X方向重合。

优化的，金属层上阵列的缝隙单元为环状。

优化的，环状的缝隙单元采用沿曲面顶点法向垂直投影的方式进行刻蚀。

优化的，所述介质基底的材料为聚四氟乙烯。

优化的，a＝14.9mm,b＝41.8mm，介质基底的口径为150mm。