【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于天线电磁波吸收领域，更具体地，涉及一种用于缩减阵列天线rcs的主动式频率选择表面复合装置。
技术介绍
1、天线作为与外界无线交流的手段，往往会受到很多电磁波的照射，在一些特定的场景下不希望被外部雷达探测到，因此，在保持天线在工作时的辐射特性的同时缩减天线雷达散射截面积(radar cross section，rcs)具有重要意义。频率选择表面(frequencyselective surface，fss)可以比较好的处理天线散射特性与辐射特性之间的关系。
2、现有技术中，一般利用频率选择表面同时对天线工作频段内的电磁波进行透波及工作频段外的电磁波进行吸波设计，因此至少需要两层频率选择表面，而多层频率选择表面和天线之间的耦合导致透波插损较大，进而影响天线工作时的辐射特性。同时，现有技术中一般考虑阵列天线在工作时，频率选择表面对天线带内带外电磁波的处理，然而，当天线不工作时，频率选择表面仍然会对带内的电磁波呈透明状态，使得整个工作频段暴露在外，因此，当天线不工作时，对阵列天线进行带内和带外的rcs缩减也至关重要。
3、另外，现有的用于阵列天线rcs缩减的吸波装置往往聚焦于某单一频段，不能很好满足多频段吸波的实际需求。因此，如何兼顾天线工作时的辐射特性和天线不工作时的散射特性，以及实现多频段主动式吸波是个难题。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷和改进需求，本专利技术提供了一种用于缩减阵列天线rcs的主动式频率选择表面复合装置，其目的在于降低对天线
2、为实现上述目的，按照本专利技术的第一方面，提供了一种用于缩减阵列天线rcs的主动式频率选择表面复合装置，包括：频率选择表面、阵列天线及全反射底板；
3、所述频率选择表面加载在所述阵列天线的周围，或者所述频率选择表面设置在所述阵列天线的上方；所述阵列天线设置在所述全反射底板上方；
4、所述频率选择表面包括多个行列排布的单元结构；且每个单元结构上加载有二极管使所述频率选择表面形成主动式频率选择表面；
5、所述阵列天线工作时，每个单元结构上二极管处于断开状态，使所述主动式频率选择表面在天线工作频段表现为透波状态；
6、所述阵列天线不工作时，每个单元结构上二极管处于导通状态，使所述主动式频率选择表面表现为吸波状态。
7、进一步地，若所述频率选择表面加载在所述阵列天线的周围，在所述频率选择表面垂直于所述阵列天线的方向，所述频率选择表面的单元结构之间为断开状态，断开的单元结构之间通过金属馈线或导线连接。
8、进一步地，所述频率选择表面的单元结构为方环结构；
9、所述方环结构的每条边上加载有二极管。
10、进一步地，所述单元结构之间通过集总电感、导线或金属馈线连接。
11、进一步地，所述频率选择表面的下方还设有第一介质衬底；
12、所述阵列天线与所述全反射底板之间还设有第二介质衬底。
13、进一步地，若所述频率选择表面设置在所述阵列天线的上方，则所述第一介质衬底与所述阵列天线之间还设有第一隔离层。
14、进一步地，所述第二介质衬底与所述全反射底板之间还设有第二隔离层。
15、进一步地，所述第一隔离层为芳纶纸蜂窝材料或低密度泡沫；
16、所述第一介质衬底为玻璃纤维增强环氧树脂。
17、按照本专利技术的第二方面，提供了一种采用第一方面任一项所述的主动式频率选择表面复合装置进行阵列天线rcs缩减的方法，包括：
18、阵列天线工作时，控制每个单元结构上二极管处于断开状态，使所述主动式频率选择表面在天线工作频段表现为透波状态；
19、阵列天线不工作时，控制每个单元结构上二极管处于导通状态，使所述主动式频率选择表面表现为吸波状态。
20、进一步地，阵列天线不工作时，还包括：
21、改变所述二极管上的偏压，以改变所述主动式频率选择表面的阻抗，使所述主动式频率选择表面的阻抗在不同的频段或单一频段宽频范围与波阻抗实现阻抗匹配。
22、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
23、(1)本专利技术的主动式频率选择表面复合装置，在阵列天线工作时，每个单元结构上二极管处于断开状态，此时，每个二极管均等效为电容，频率选择表面中每个单元结构所等效的电感与相邻单元结构上二极管等效的电容形成并联lc电路，引入了与天线工作频点相匹配的透波频点，使主动式频率选择表面在对应的透波频点处具有较好的透波特性，进而实现对天线辐射特性较好的保留，如此，基本上不影响天线工作时的辐射特性；
24、在阵列天线不工作时，每个单元结构上二极管处于导通状态，此时，导通的二极管等效为电容和电阻的并联结构，引入随二极管偏压变化的损耗性电阻；而频率选择表面中单元结构等效为电感元件，单元结构之间形成电容，使得频率选择表面等效为lc串联电路，该lc串联电路与二极管等效的rc并联结构形成rlc串联电路，进而实现宽带吸波；
25、由于在不同的二极管偏压及不同的电磁波频率下，二极管等效的阻抗不同，使主动式频率选择表面的阻抗动态变化，进而在不同的频段或单一频段宽频范围与波阻抗实现阻抗匹配，使主动式频率选择表面表现为多频段动态可调的吸波结构，以在天线不工作时进行rcs缩减；
26、本专利技术的主动式频率选择表面复合装置，通过将二极管加载在频率选择表面上，利用二极管在导通和截止状态下不同的等效电路以及随偏压变化的阻抗，仅用一层频率选择表面，同时实现了吸波和透波状态的切换，使在天线工作时表现为透波，进而基本上不影响天线工作时的辐射特性；在天线不工作时表现为吸波，对阵列天线进行带内和带外的rcs缩减，兼顾了天线工作时的辐射特性和天线不工作时的散射特性，以及实现了多频段主动式吸波。
27、(2)作为优选，当频率选择表面加载在阵列天线的周围时，在频率选择表面垂直于阵列天线的方向，单元结构之间为断开状态，可以进一步减小频率选择表面对阵列天线辐射特性的影响。
28、(3)作为优选，频率选择表面的单元结构为方环结构，对称的单元结构使本专利技术的主动式频率选择表面复合装置具备极化稳定性。
29、(4)作为优选，单元结构之间通过集总电感或导线或金属馈线连接，可以确保馈电电流的顺利流动。
30、(5)作为优选，频率选择表面设置在阵列天线的上方，可以减少主动式频率选择表面与阵列天线之间的耦合，进一步降低频率选择表面对阵列天线辐射特性的影响。
31、(6)作为优选，在第一介质衬底与阵列天线之间设有第一隔离层，可以进一步减小频率选择表面对阵列天线辐射特性的影响。
32、(7)作为优选，第一隔离层为芳纶纸蜂窝材料或低密度泡沫；第一介质衬底为玻璃纤维增强环氧树脂，具有轻质量的特点。
33、总而言本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于缩减阵列天线RCS的主动式频率选择表面复合装置，其特征在于，包括：频率选择表面(101)、阵列天线(104)及全反射底板(107)；
2.根据权利要求1所述的主动式频率选择表面复合装置，其特征在于，若所述频率选择表面(101)加载在所述阵列天线(104)的周围，在所述频率选择表面(101)垂直于所述阵列天线(104)的方向，所述频率选择表面(101)的单元结构之间为断开状态，断开的单元结构之间通过金属馈线或导线连接。
3.根据权利要求1所述的主动式频率选择表面复合装置，其特征在于，所述频率选择表面(101)的单元结构为方环结构；
4.根据权利要求1-3任一项所述的主动式频率选择表面复合装置，其特征在于，所述单元结构之间通过集总电感、导线或金属馈线连接。
5.根据权利要求1所述的主动式频率选择表面复合装置，其特征在于，所述频率选择表面(101)的下方还设有第一介质衬底(102)；
6.根据权利要求5所述的主动式频率选择表面复合装置，其特征在于，若所述频率选择表面(101)设置在所述阵列天线(104)的上方，则所
7.根据权利要求5或6所述的主动式频率选择表面复合装置，其特征在于，所述第二介质衬底(105)与所述全反射底板(107)之间还设有第二隔离层(106)。
8.根据权利要求6所述的主动式频率选择表面复合装置，其特征在于，所述第一隔离层(103)为芳纶纸蜂窝材料或低密度泡沫；
9.一种采用权利要求1-8任一项所述的主动式频率选择表面复合装置进行阵列天线RCS缩减的方法，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，阵列天线不工作时，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于缩减阵列天线rcs的主动式频率选择表面复合装置，其特征在于，包括：频率选择表面(101)、阵列天线(104)及全反射底板(107)；
2.根据权利要求1所述的主动式频率选择表面复合装置，其特征在于，若所述频率选择表面(101)加载在所述阵列天线(104)的周围，在所述频率选择表面(101)垂直于所述阵列天线(104)的方向，所述频率选择表面(101)的单元结构之间为断开状态，断开的单元结构之间通过金属馈线或导线连接。
3.根据权利要求1所述的主动式频率选择表面复合装置，其特征在于，所述频率选择表面(101)的单元结构为方环结构；
4.根据权利要求1-3任一项所述的主动式频率选择表面复合装置，其特征在于，所述单元结构之间通过集总电感、导线或金属馈线连接。
5.根据权利要求1所述的主动式频率选择表面复合装置，其特征在于，所述频...
【专利技术属性】
技术研发人员：缪灵，王必超，曹昭旺，夏云飞，王培亮，江建军，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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