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_2

文档序号:9278541阅读:来源:国知局
轴的所述轴从所述二面体的外部到中心在两个连续辐射元件之间的所述相移是通过所述 辐射元件的至少一个尺寸的修改而获得。
[0041] 根据一个特定特性,每一辐射元件阵列的所述间距小于A/2,其中X为工作波 长。
[0042] 根据一个特定特性,每一板包括至少另一个辐射元件阵列,使得可能引入相对于 另一给定操作频率的镜面反射的偏差。
[0043] 因此,可能的操作频率的数目增加(多频率操作)。
[0044] 根据一个特定特性,所述辐射元件是各自引入固定相移的辐射元件。
[0045] 在此情况下,所述装置是完全无源结构(不同于现有技术的外差逆火阵列),这使 得它们简单得多、成本较低且从能量观点来看是完全独立的。
【附图说明】
[0046] 本发明的其它特征和优点从以下借助于指示性和非详尽实例给出的描述以及从 附图中将显现,附图中:
[0047] _已经参考现有技术描述的图IA和IB说明经典金属二面体的反射原理;
[0048] -图2和3分别呈现根据本发明的一个特定实施例的二面形装置或二面装置的侧 视图和透视图;
[0049] -图4说明移相器阵列的相位定律以及其关于法向入射(入射角0等于零)的平 面波的操作;
[0050] -图5说明图4的移相器阵列的操作,其中入射波引入相对于法向入射的波的配置 的相位延迟;
[0051] -图6说明当入射波引入相对于法向入射的波的配置的相位超前时图4的移相器 阵列的操作;
[0052] -图7说明相对于装置的等效背平面针对法向入射的平面波的图2的装置的操 作;
[0053] -图8说明当入射波提供相对于装置的左边板(面板)上的法向入射的波的配置 的相位延迟时图2的装置的操作;
[0054] -图9说明当入射波提供相对于装置的左边板(面板)上的法向入射的波的配置 的相位超前时图2的装置的工作;
[0055] -图10说明图3的装置的一个变型,其中装置具有两个可能的操作频率;
[0056] -图11说明图3的装置的另一个变型,其中装置包括用于依据时间调制相位定律 的构件。
【具体实施方式】
[0057] 在本文献的所有图中,相同元件由相同数字标号指定。
[0058] 本发明的一般原理
[0059] 在本发明中,在反射阵列的不同辐射元件之间应用相移产生二面形装置的每一板 的所需反射定律。事实上,由每一板产生的相移使得能够将偏差引入到镜面反射中。因此无 论两个板(反射平面)之间的角_2 a的孔隙如何都可以控制装置的再辐射的方向。因 此即使对于小角a,即对于极为开放的结构,也可以维持有效的操作(例如高RCS)。因此, 获得在扁平化二面体上印刷的结构,且这限制了其深度(参见图2 :P' = L. sin(a ))。
[0060] 此处下文在描述中,提供以下特定情况的更详细描述: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(RCS)。
[0061] 现在参见图2和3,我们呈现根据本发明的一个特定实施例的二面形装置10。
[0062] 装置10包括相互形成角-2 a的两个板11a、11b,其中0〈 a〈Ji/4。每一板11a、 Ilb包括底平面12a、12b、电介质层13a、13b以及福射元件的阵列14a、14b (也称为反射器 阵列)。对于每一阵列,所述辐射元件是印刷于电介质层上的辐射元件。
[0063] 在一个替代实施例中,每一板包括若干电介质层。
[0064] 在图2和3的实例中,辐射元件在单个电介质层的表面上在单个层中分布。在一 个替代实施例中,辐射元件在若干层上分布(这是反射器阵列技术中的经典配置,以便增 加带宽)。
[0065] 入射波借助于两个板11a、Ilb上的双反射由装置反射。假定入射波的波向量包含 在同时垂直于二面体10的两个板的平面中。
[0066] 每一板IlaUlb的福射元件的阵列14a、14b根据确定的相位定律实现沿着垂直于 两个板的相交轴16的轴(对于左边板为标号15a且对于右边板为标号15b)从二面体的外 部到中心的相移,从而实现相对于给定操作频率的镜面反射的偏差的引入。
[0067]在图2和3的实例中,对于每一板,通过辐射元件的大小朝向二面体的中心(对于 左边板Ila为从左到右,且对于右边板Ilb为从右到左)的减小而获得相移。对于每一板, 相位定律在此情况下对应于朝向二面体的中心增加的负相移。由两个板的辐射元件的阵列 14a、14b产生的相移因此相对于彼此是相反的。因此,阵列14a、14b中的每一者的不同元件 之间的相移的应用使RCS最大化,同时使其不受双反射中涉及的(板IlaUlb的)两个面 之间的正交性的约束。
[0068] 在图2和3的实例中,仅通过获得辐射元件的几何形状的变化,即通过修改辐射元 件的至少一个尺寸(而不是如经典阵列情况那样取全部相同的辐射元件),来产生每一阵 列14a、14b的相移。
[0069] 在图2和3的实例中,阵列14a、14b的辐射元件是矩形贴片。然而,存在可用以获 得所需相移的辐射元件的许多其它拓扑(环形贴片、圆形贴片、狭槽装载的贴片、短粧装载 的贴片等)。在每种情况下,阵列14a、14b的表面上的辐射元件的一或多个尺寸的修改产生 所需相移。
[0070] 提醒:单个反射器平而的相位宙律
[0071] 如胤1中说明,当以法向入射的平面波说明阵列的元件时,此平面波经历取决于 由阵列的元件引入的相移的反射下的偏差。阵列的元件的大小以及阵列的间距d因此使阵 列的两个连续元件之间的相移固定,以便确定相位定律。
[0072] 如果入射波的方向垂直于移相器阵列的平面(入射角0等于0°),那么表明为 了引导在方向Po (奶)为如图4中以辐射元件大小的减小指示的正角,在偏差侧上)上反 射的波的方向,两个连续元件之间的相移Y必须通过如下关系来描述:
[0073]
[0074] 其中kQ= 2 JT/X =2 31 c/fQ为工作频率fQ下的波数,且d是元件间距离(阵列 的间距)。
[0075] 如果入射角0不同于0°,那么必须描述两个实例:
[0076] 情况1(参见胤1):入射角0弓丨入相对于法向入射的波的配置的额外相位延迟, 且新的相位定律Y可如下写出:
[0077]
[0078] 其中%对应于法向入射的波的反射波的偏差(参见图4)。
[0079] 情况2 (参见_):入射角0引入相对于法向入射的波的配置的相位超前,且新 的相位定律Y可如下写出:
[0080]
[0081] 其中角外的意义与情况1中相同。
[0082] 问题中的几何形状
[0083] Sl说明相对于装置的后等效平面针对法向入射的平面波的图2的装置10的操 作。
[0084] 此图7因此描述当入射波垂直于等效背平面时,即当入射波与左边板Ila的移相 器阵列的表面的法线(接收入射波的两个板I la、I Ib中的那些板I Ia的表面的法线)成角 a时称为"扁平化"二面体的二面体的问题中的几何形状。此配置称为"零入射配置"。 [0085] 在此实例中,我们描述传入波在二面体中必须经历的不同偏差角,使得二面体的 传出波将在与入射波相同的方向上反射。为此,针对两个板IlaUlb中的每一者必须检验 两个条件:
[0086] ?两个连续元件之间的相移(从结构的外部到中心)必须对应于以相位定律Y描 述的延迟;以及
[0087] ?此延迟必须根据角a的值来调整,且相对于镜面反射的对应偏差必须朝向二面 体的内部固定于(/2-2 a )(在图7中,标号71a的线表示左边板Ila的镜面反射轴,且标 号71b的线表示右边板Ilb的镜面反射轴的轴)。
[0088] 表明针对两个板IlaUlb中的每一者的相位定律如下写出:Y = kQd(cos a -sin a ),其中kQ和d已经在上文进一步界定。
[0089] 由板IlaUlb中的每一者的阵列14a、14b应用的此相位定律使得在引入相对于镜 面反射的波束的额外偏差时能够补偿二面体的孔隙。
[0090] 入射角P的夺化的限制
[0091] 我们在上文已进一步指示射线进入二面体的进入角可能经历不同于0°的偏差角 0。因此需要描述适用于二面体的配置的两个实例。
[0092] _说明在第一情况下,即当入射波引入相对于装置10的左边板(面板)lla上 的法向入射的波的配置的相位延迟时,图2的装置的操作。在第一实例中,可以考虑相对于 零入射= 〇)的配置,存在针对左边板Ila的图5的现象以及随后针对右边板Ilb的图 6的现象。
[0093] Sl说明在第二实例中,即当入射波引入相对于装置10的左边板(面板)l
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