一种双频段透波的吸波频选天线罩结构设计方法、装置与设备

computational electr omagnetics society symposium-china(aces),2019,pp.1-2,doi:10.23919/aces48530.2019.9060595.


技术实现要素：

7.解决的技术问题
8.本发明解决的是吸波频选天线罩多频段通信的问题，以及降低保护目标rcs，降低雷达探测概率的问题。
9.技术方案
10.为了解决上述问题，本发明提供一种双频段透波的吸波频选天线罩结构设计方法、装置与设备。
11.作为对本发明的进一步说明，优选地，本发明第一方面提供了一种双频段透波的吸波频选天线罩结构设计方法，包括利用弯折技术、复合技术和多层级联技术设计一种双通带的吸波频选表面单元，包括由吸波频选表面单元组成规则阵列。
12.作为对设计方法的进一步说明，优选地，吸波频选表面单元包括两个级联的结构，上方为吸波层、下方为带通层。
13.作为对设计方法的进一步说明，优选地，吸波层的基本单元是由加载电阻的长形金属条带弯折形成；吸波层由基本单元旋转排列构成，其内部基本单元之间的夹角为120
°
。基本单元的尺寸为m1＝3.8mm，l1＝4.7mm，m2＝1mm。
14.作为对设计方法的进一步说明，优选地，吸波层距离金属条带中心0.7mm的位置加载集总电阻，其中集总单元的电阻阻值为120欧姆。
15.作为对设计方法的进一步说明，优选地，吸波层的介质材料为rogers ro4350b，介电常数：3.48，介质损耗：0.004，厚度h为1mm。
16.作为对设计方法的进一步说明，优选地，带通层的设计是一个双方环结构，一个方形环可以激励出一个谐振，再加一个方形环，再激励出另一个谐振。
17.作为对设计方法的进一步说明，优选地，带通层的介质板的上层是一个方形环，下层是一个同心方形环。
18.作为对设计方法的进一步说明，优选地，带通层介质板材料采用的是低损耗的rogers rt 5880，介电常数为2.2，损耗角正切为0.0009，厚度为1mm。
19.作为对本发明的进一步说明，优选地，本发明第二方面提供了一种双频段透波的吸波频选天线罩结构装置，包括吸波模块，用来实现带外吸波的功能。
20.作为对装置的进一步说明，优选地，包括双频透波模块，用来在己方通信的频段内实现双频段透波的功能。
21.作为对本发明的进一步说明，优选地，本发明第三方面提供了一种双频段透波的吸波频选天线罩结构设备，包括保护层、吸波层、支撑层、带通层。
22.作为对设备的进一步说明，优选地，所述保护层用于保护设备抵抗风雨侵蚀和外物撞击的作用。
23.作为对设备的进一步说明，优选地，所述吸波层用于带外吸波的作用。
24.作为对设备的进一步说明，优选地，所述支撑层用于对吸波层和带通层位置的固定和支撑作用。
25.作为对设备的进一步说明，优选地，所述带通层用于在己方通信的频段内实现双频段透波的作用。
26.有益效果
27.本发明具备以下有益效果：本发明既具有良好的吸波特性，降低了雷达探测概率，也保证了多频通信的要求，结构模型具有对称性，所以具有良好的极化稳定性。
附图说明
28.图1是本发明的吸波频选天线罩结构的装置图；
29.图2是本发明的吸波频选天线罩结构的设备图；
30.图3是本发明的吸波层的基本单元图；
31.图4是本发明的吸波层的整体结构图；
32.图5是本发明的带通层的基本单元图；
33.图6是本发明的带通层的整体结构图；
34.图7是吸波频选表面的s参数仿真结果；
35.图8是不同极化模式入射的s参数仿真结果；
36.图9是不同电磁波入射角度的s参数仿真结果
37.图中：0、保护层；1、吸波模块；2、双频透波模块；3、支撑层；4、电阻；5、吸波频选表面；11、吸波层；21、带通层；11-1，11-2、损耗层基本单元；21-1、介质层上方结构；21-2：介质层下方结构；
具体实施方式
38.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.示例性方法
40.本技术实施例提出一种双频段透波的吸波频选天线罩结构设计方法，该方法包括：利用弯折技术、复合技术和多层级联技术设计一种双通带的吸波频选表面，和由吸波频选表面单元组成规则阵列。
41.具体的，吸波频选天线罩如图1所示，包括由吸波频选表面单元5组成的规则阵列结构。
42.具体的，吸波频选表面单元5是利用弯折技术、复合技术和多层级联技术设计的一种双通带fss结构，包括两个级联的结构，上方为吸波层11、下方为带通层21。
43.具体的，结合图3和图4，吸波层11的基本单元11-1是由加载电阻4的长形金属条带11-2弯折形成；吸波层11由基本单元11-1旋转排列构成，其内部基本单元之间的夹角为120
°
，基本单元11-1的尺寸为m1＝3.8mm，l1＝4.7mm，m2＝1mm。吸波层的介质材料为rogers ro4350b，介电常数：3.48，介质损耗：0.004，厚度h为1mm。在吸波层距离金属条带中心0.7mm的位置加载集总电阻4，其中集总单元4的电阻阻值为120欧姆。
44.具体的，结合图5和6，本发明的带通层21的设计是一个双方环结构，介质板的上层
是一个方形环21-1，下层是一个同心方形环21-2。方形环21-1和同心方形环21-2组合在一起构成带通层的结构。带通层介质板材料采用的是低损耗的rogers rt 5880，介电常数为2.2，损耗角正切为0.0009，厚度为1mm。
45.具体的，观察图7，吸波频率选择表面的传输系数和反射系数随频率变化的曲线。由传输系数曲线可以看出，该结构具有两个透波频段，透波频段的范围分别为：5.3ghz-7.7ghz，10.2ghz-10.7ghz，两个透波频段的最大损耗分别为0.8db和2.4db；由反射曲线可以看出，结构在较宽频段显示低电磁反射特性，反射系数小于-10db的频段为5.9ghz-12ghz，相对带宽比较大。
46.具体的，观察图8和图9，通过te/tm不同模式入射下的结果图，可以看到具有极化稳定性；通过不同角度入射下的结果图，可以看到角度稳定性良好，可以达到0到30度的角度稳定性，使整体吸波效果在-10db以下，在第一透波频段，透波效果几乎没有受到影响，并且插入损耗比较低。
47.示例性装置
48.相应的，本技术实施例还提供了一种双频段透波的吸波频选天线罩结构装置，参见图1所示，该装置包括：
49.吸波模块1，用来实现带外吸波的功能。
50.双频透波模块2，用来在己方通信的频段内实现双频段透波的功能。
51.示例性设备
52.相应的，本技术实施例还提供了一种双频段透波的吸波频选天线罩结构设备，参见图2所示，该设备包括：
53.保护层0，用于保护设备抵抗风雨侵蚀和外物撞击。
54.吸波层11，用来实现带外吸波的功能。
55.支撑层3，吸波层与带通层之间有高度h＝7.6mm的支撑层，用于对吸波层11和带通层21位置的固定和支撑。
56.带通层21，用来实现双频段透波的功能。
57.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。