[发明专利]一种中频宽频带透波、高频和低频极化转换的隐身天线罩

说明书

本发明公开了一种中频宽频带透波、高频和低频极化转换的隐身天线罩，从上至下依次为第一金属层、用于附着第一金属层的第一介质层、空气作为介质的第二介质层、第二金属层、第三介质层、第三金属层、与第三介质层相同的第四介质层、第四金属层；第一金属层和第一介质层构成低频超材料极化转换层，第二金属层构成高频超材料极化转换层，第二金属层、第三金属层、第四金属层、第三介质层和第四介质层构成宽频带透波的频率选择表面层；本发明在不影响雷达天线罩透射窗口的前提下，在透射窗口的两侧将入射电磁波的极化特性发生改变，从而达到降低同极化RCS的目的。

技术领域

本发明涉及天线罩，特别是涉及一种中频宽频带透波、高频和低频极化转换的隐身天线罩。

背景技术

在现代化战争中，雷达技术是最主要的探测手段，大量应用于飞机、导弹、航海等领域，雷达罩的应用也日趋广泛。雷达罩天线罩不仅可以保护天线，防止其收到雨雪、大风、灰尘等外界环境的干扰，而且具有一定的频选功能，可以减少周围反射天线的干扰。

根据雷达作用方程，雷达在自由空间的最大探测距离与目标的雷达散射截面(Radar Cross Section，RCS)的4次方根成正比，RCS每减小10dB，可使雷达作用距离减小约44％。因此在保证自身雷达正常收发电磁波的前提下，提高雷达罩的隐身性能显得至关重要。

由于不能影响自身雷达收发电磁波，不能直接应用外形隐身或者涂覆吸波材料进行隐身。目前，通常选用频率选择表面(FSS)对入射电磁波的传输和反射进行调控，以减小雷达罩的后向RCS；一种是将频率选择表面与超材料吸波器联合构成频率选择表面吸波体，将带外的反射信号吸收，以减小RCS，但是由于需要大量的集总电阻或者高阻碳浆来吸收带外反射信号，所以频率选择表面吸波体制作工艺复杂，成本比较高；另一种是将频率选择表面与超表面设计相结合，将带外的反射信号散射到其他方向减小后向RCS，但是这种方法往往是以牺牲其他方向的RCS为代价。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种中频宽频带透波、高频和低频极化转换的隐身天线罩，在不影响雷达天线罩透射窗口的前提下，在透射窗口的两侧将入射电磁波的极化特性发生改变，从而达到降低同极化RCS的目的。

技术方案：本发明提供的中频宽频带透波、高频和低频极化转换的隐身天线罩，包括四层金属层和四层介质层，共八层；天线罩从上至下依次为若干个金属线单元阵列排布构成的第一金属层、用于附着第一金属层的第一介质层、空气作为介质的第二介质层、若干个切角金属贴片单元阵列排布构成的第二金属层、第三介质层、包含若干个方环缝隙单元阵列排布的第三金属层、与第三介质层相同的第四介质层、若干个正方形金属贴片单元阵列排布构成的第四金属层；

第一金属层和第一介质层构成低频超材料极化转换层，第二金属层构成高频超材料极化转换层，第二金属层、第三金属层、第四金属层、第三介质层和第四介质层构成宽频带透波的频率选择表面层；其中，空气作为介质的第二介质层用于调节上层极化转换单元与频率选择表面之间的距离。

在频率选择表面通带的两侧分别设计宽带极化转换结构，使得该新型隐身天线罩在不影响其宽频带通带的前提下，在低频和高频侧分别进行极化转换，降低通带两侧的RCS。

天线罩由若干个阵列单元排布构成，每个阵列单元从上至下依次为金属线单元、第一介质层单元、第二介质层单元、切角金属贴片单元、第三介质层单元、方形环隙单元、第四介质层单元、正方形金属贴片单元；金属线单元、切角金属贴片单元、方环缝隙单元、正方形金属贴片单元均位于阵列单元的中心位置；

第一金属层由若干个金属线单元阵列排布构成，第一介质层可划分为多个介质单元，每个介质单元中心位置上排布有一个金属线单元，金属线单元呈鱼骨状，包括中心线以及与中心线相连、且相对其对称的若干对箭头，中心线位于介质单元的副对角线上；