拥有经适配(最大化或最小化)等效雷达截面积的扁平化二面形装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明的领域是包括两个板的二面形或二面装置的领域。
[0002] 更具体来说，本发明是关于用于在具有扁平化二面形状（即，二面角或二面体）的 装置的单静态配置中适配（最大化或最小化）等效雷达截面积（RCS)的技术，所述装置的 两个板相互形成n _2 a的角，其中〇〈 a〈31/4。
[0003] 本发明可尤其用于需要适配（尤其是最大化或最小化）对象的RCS的任何应用。
[0004] 为了最大化RCS，寻求使对象可极容易由单静态雷达检测。本发明可例如用于自行 车上，以便使得借助于汽车防碰撞雷达能更容易检测到自行车。等效的应用对于通过海岸 雷达或其它船舶载有的雷达进行船舶（尤其是轻型船舶，例如帆船）的检测是可能的。此 处，再次可寻求通过使用紧凑的系统来防止碰撞。大体上，当本发明用以最大化RCS时本发 明关注需要必须遇见入射波（无论其定向如何）的系统的所有应用：即，与射频识别、跟踪 系统、RCS捷变等相关的应用。
[0005] 在最小化RCS的情况下，本发明使得可能解决隐形应用。寻求使对象难以被雷达 检测。
【背景技术】
[0006] 最大化RCS
[0007] 用以最大化RCS (即，获得大RCS)的第一现有技术解决方案包括使用金属二面体。
[0008] 图IA和IB说明金属二面体1中的反射原理，所述金属二面体1针对不同入射角 0 (图IA中0 = 0且图IB中0辛0)具有JT /2的内二面角（形成金属二面体1的两个 金属板2、3之间的角）。换句话说，两个板2、3相互形成JT-2 a的角，其中a =jt/4。
[0009] 可见，通过金属二面体的金属表面2、3中的每一者上的双反射，入射波在它来的 方向上反射。此双镜面反射通过笛卡尔反射定律使对象（金属二面体）的RCS最大化。所 述表现类似于光学器件中的回反射器的表现。对于入射角0的较大变化（对于主瓣为大 约±15° )，所述原理保持相同。换句话说，金属二面体的受关注性质在于其针对相对于零 入射配置的入射方向大约±20°的入射角0的变化具有几乎恒定的RCS (相对于最大RCS 具有3dB的变化）。
[0010] 此第一现有技术解决方案具有主要缺陷：具有例如L X L的尺寸的两个金属板必 须形成JT /2的角度，以便使双反射机制可为有效的（即，以便其可具有等于反射波的角的 入射波的角）。这导致具有深度上的相对大空间要求(P = L/力)的3D对象（参见图1A)。 [0011] 第二现有技术解决方案包含范阿塔阵列（Van Atta array)的使用。在此情况下， 这是单个、平面印刷的阵列。然而，此阵列需要阵列的不同元件之间的印刷互连线。这些线 造成设计中的损耗、寄生辐射和复杂性。
[0012] 第三现有技术解决方案包含外差后向阵列型结构的使用，所述阵列使用重发送信 号的相位共轭的原理。这些结构较难以实施，因为它们是基于有源结构（以在两倍于接收 信号频率的频率下振荡的本地振荡器倍增）。
[0013]最小化RCS
[0014] 存在若干已知技术用于在单静态雷达配置的情况中减少对象的RCS(和因此二面 体的RCS)。
[0015] 第一系列的方法例如通过在二面体的面上沉积吸收性材料来修改所述二面体的 面的表面阻抗。因此，反射机制因此吸收性材料的存在而衰减。
[0016] 我们还必须提到吸收由雷达发射的波的材料（也称为RAM或雷达吸收性材料）。这 些RAM可以描述为具有若干层其中吸收电磁波的复合材料（例如磁性材料）的异质结构。[0017] 可以与通过材料对波的衰减相比的另一方法是借助于特定几何形状在材料中"截 留"入射电磁波。在底平面和给定材料厚度（沙利斯柏立屏（Salisburyscreen))方面描 述此几何形状。
[0018] 最后，还可以设置不同类型材料的组合，以便使由这些材料中的每一者反射的波 的总和将是相消的（通过AMC (人工磁导体）型结构与PEC (完美电导体）型结构的组合）。
[0019] 因此，此处在上文简要描述且专用于减少单静态雷达配置中的RCS的所有解决方 案基本上是基于借助于具有特殊吸收性性质的材料或通过材料层的特定集合布置对入射 电磁波的吸收。
【发明内容】
[0020] 本发明在至少一个实施例中尤其旨在克服现有技术的这些不同缺陷。
[0021] 更具体来说，本发明的至少一个实施例的目的是提供用于适配（最大化或最小 化）具有扁平化二面形状（即，二面体的形状，所述二面体的两个板相互形成JT-2 a的角， 其中0〈 a〈31/4)的装置的等效雷达截面积（RCS)的技术，此二面体的空间要求小于经典金 属二面体的空间要求，所述经典金属二面体的两个板相互形成Ji/2的角。
[0022] 本发明的至少一个实施例还旨在提供不需要不同阵列元件之间的印刷互连线 (不同于范阿塔阵列）的此种技术。
[0023] 本发明的至少一个实施例的另一目的是提供使用完全无源结构（不同于外差后 向阵列的情况）的此种技术，因此使得其简单得多、更便宜且从能量观点来看是完全自主 的。
[0024] 本发明的至少一个实施例的又一目的是提供实现多频率运作（即，在若干可能分 离的操作频率下的运作）的此种技术。
[0025] 最后，本发明的至少一个实施例的又一目的是提供实施简单且花费很少的此种技 术。
[0026] 本发明的至少一个实施例的又一目的是提供供应可根据时间调制的RCS的此种 技术（即，具有RCS捷变的技术）。
[0027] 在本发明的一个特定实施例中，提出一种二面形装置，所述装置包括两个板，特征 在于所述两个板相互形成n-2a的角，其中〇〈 a〈Ji/4。每一板包括底平面，具有至少一个 电介质层以及辐射元件的阵列，入射波通过两个板上的双反射由所述装置反射。每一板的 所述辐射元件阵列使得能够根据确定的相位定律遵循垂直于所述两个板的相交轴的轴从 二面体的外部朝向中心产生相移，从而使得可能引入相对于给定操作频率的镜面反射的偏 差。
[0028]因此，本发明的此特定实施例依赖于使用两个辐射元件阵列（二面体的每一板中 一个）的完全新颖且创造性的方法，其应用相同相位定律但不是相同意义（每一阵列从二 面体的外部到中心产生相移）。每一阵列引入相对于镜面反射的额外偏差。因此可能无论 两个板（形成反射平面）之间的角_2 a的孔隙如何都能控制入射波的再辐射的方向。
[0029]即使对于小角a，即对于极为开放的结构，也可以维持此有效的操作（取决于应 用而具有高或低RCS)。因此，获得扁平化二面结构，且这限制了其深度（例如如图2中说 明，深度P' = L. sin(a )，其中板具有尺寸LxL，而不是针对图IA中说明的经典金属二面体 的深度P=L/V^ )。本发明的一个原始特征因此涉及如下事实：所述结构是几乎扁平的（如 果其不像范阿塔阵列中那样完全扁平），但除了阵列的辐射元件外不需要线（不同于范阿 塔阵列的情况）。
[0030] 本发明的又一原始特征在于，可能具有目的不同的若干特殊应用，例如增加装置 的RCS、减少装置的RCS或者获得在时间上可变的RCS的实施例。
[0031] 在第一特定实施方案中，所述相位定律使得装置能够在入射波来的方向上反射入 射波，以便增加装置的等效雷达截面积。
[0032] 根据一个特定特性，对于与接收入射波的所述两个板中的那些板的表面的法线形 成角a的入射波，朝向所述二面体的中心的相对于镜面反射的偏差为：31/2-2 a。
[0033] 根据一个特定特性，对于与接收入射波的所述两个板中的一者的表面的法线形成 角a的入射波，所述相位定律可如下写出：
[0034]rT = M(CC)S a-sin a )，其中k。= 2 JT c/f。是在工作频率f。下的波数，且d是所 述阵列的间距。
[0035] 在第二特定实施例中，所述相位定律使得装置能够在与入射波来的方向不同的方 向上反射入射波，以便减少所述装置的等效雷达截面积。
[0036] 在第三特定实施例中，所述装置包括用于依据时间调制所述相位定律的构件，从 而使得能够依据时间调制所述装置的所述等效雷达截面积。
[0037] 根据一个特定特性，所述辐射元件是各自引入可变相移的辐射元件，且所述调制 构件针对每一辐射元件阵列包括多个有源电路，所述多个有源电路各自控制所述辐射元件 中的一者的相移。
[0038] 本发明还提出针对此处上文提到的不同特定实施方案的其它特性。
[0039] 根据一个特定特性，对于每一板，所述辐射元件是印刷于所述至少一个电介质层 上的福射元件。
[0040] 根据一个特定特性，对于每一辐射元件阵列，遵循垂直于所述两个板的所述相交