[发明专利]一种新型天线-天线罩一体化结构及设计方法

说明书

本发明公开了一种新型天线‑天线罩一体化结构及设计方法，涉及低RCS隐身技术领域，本发明包括超材料吸波体和馈电结构。所述超材料吸波体由周期性金属‑介质堆栈而成；所述馈电结构由单极子天线组成；所述超材料吸波体置于所述单极子天线一侧。本发明采用印刷电路板技术制成，成本低、结构简单、体积小、剖面低，同时具有带宽宽、增益高等优点，带外RCS缩减效果明显，且在较大入射角域内依然具有良好的RCS缩减效果，抗压防撞能力强，通过调节结构单元尺寸，可以改变天线的工作频段、带宽、增益等辐射特性、RCS缩减性能以及机械结构特性，具有较大的设计自由度。

技术领域

本发明涉及低RCS隐身技术领域，特别涉及一种新型天线-天线罩一体化结构及设计方法。

背景技术

隐身化是现代和未来武器平台发展的必然趋势。隐身平台设计一般首先通过测试全尺寸全金属平台的RCS确定其隐身外形，其次设法降低其上开设的孔径的RCS。因为武器平台执行战斗任务依赖于其上搭载的各种天线(通信导航、电子支援、敌我识别等)，所以需开设不同的天线孔径以安装这些功能器件，任何一个天线孔径处理不善都会对整机隐身性能带来极为不利的影响。因此，任何隐身平台都要在天线孔径隐身设计上投入很大的精力，天线孔径隐身设计是隐身平台设计不可或缺的组成部分。目前，天线孔径隐身主要有两种技术手段：一是通过加载隐身天线罩，阻止敌方雷达波进入天线孔径；二是通过设计低RCS天线辐射体，缩减天线本身的电磁散射特性。

隐身天线罩主要是由介质或金属制成，通过在罩体表面开设周期性缝/孔或刻蚀周期性金属结构单元，以期高效透射天线带内的电磁波、散射或吸收带外电磁波。天线罩不仅能够保护天线不受外界恶劣天气环境的影响，防止外来物体的撞击，而且能够达到缩减天线RCS的目的，无论在军用还是民用方面均有非常重要的用途。但是，天线罩通常会影响天线的辐射性能，如引发瞄准误差，产生去极化效应，增加天线旁瓣等。因此，在设计天线罩时需要考虑其对天线的影响，或者在进行天线设计时计及天线罩的影响。

遗憾的是，传统天线、天线罩设计通常是分开进行的，即认为天线、天线罩之间互不影响；在加载天线罩时，通过在天线阵面与天线罩之间留有一定距离，以弱化天线罩对天线的影响。因此，亟需发展天线-天线罩一体化设计技术，为高性能天线孔径隐身设计提供崭新的技术途径。

发明内容

本发明实施例提供了一种新型天线-天线罩一体化结构及设计方法，用以解决现有技术中存在的问题，即现有隐身天线罩或低RCS天线，天线罩与天线分开设计，继而导致天线罩影响天线辐射特性等不足。

一种新型天线-天线罩一体化结构，包括超材料吸波体和馈电结构，所述馈电结构包括单极子天线和金属地，所述金属地上方设有所述单极子天线，所述单极子天线一侧设有所述超材料吸波体。

进一步地，所述超材料吸波体由周期性金属-介质堆栈而成。

进一步地，所述周期性金属-介质为铜-FR4环氧玻璃布板。

进一步地，所述超材料吸波体和所述金属地之间设有方便加工和测试的隔片。

进一步地，所述超材料吸波体的形状为方形金字塔状。

一种基于一种新型天线-天线罩一体化结构的设计方法，包括：

建立超材料吸波体结构和馈电结构并组成新型天线-天线罩一体化结构；

通过改变所述超材料吸波体结构的尺寸和所述馈电结构的尺寸，来调控所述新型天线-天线罩一体化结构的工作频段、增益、RCS缩减性能和结构强度。

本发明有益效果：本发明采用印刷电路板技术制成，成本低、结构简单、体积小、剖面低，同时具有带宽宽、增益高等优点，带外RCS缩减效果明显，且在较大入射角域内依然具有良好的RCS缩减效果，抗压防撞能力强，通过调节结构单元尺寸，可以改变天线的工作频段、带宽、增益等辐射特性、RCS缩减性能以及机械结构特性，具有较大的设计自由度。

附图说明