[发明专利]一种复合式频率选择表面隐身雷达罩

说明书

技术领域

本发明属于微波技术领域，具体涉及一种复合式频率选择表面隐身雷达罩。

背景技术

隐身技术是是针对探测技术而言的，可将其分为雷达隐身、红外隐身、声隐身以及视频隐身等。武器装备的隐身性能的提高，能够延迟被发现的时间，削弱敌方雷达等预警系统探测发现、跟踪的能力，大幅度提高己方目标生存能力。飞机雷达舱、导弹制导舱等观通和传感器设备是飞行器正前方的强雷达散射源，雷达目标特征信号控制技术的核心是降低雷达散射截面(Radar Cross Section, RCS)，RCS是表征隐身性能的重要指标。由于座舱玻璃，雷达罩，导引头罩等均是雷达透明件，雷达吸波材料一般没有透明区，因此要有效的缩减飞行器正前方的RCS，一种行之有效的方法是选择滤波材料。

频率选择表面（Frequency Selective Surface, FSS)是一种微波周期性结构，任何周期性分布在平面上的导体贴片或孔径结构，都会对微波到光波波段的电磁波产生衍射现象。周期阵列单元的形状，彼此的间距，以及它们周围的介质状况都会对散射场产生影响。如果不考虑介质的影响，当单元尺寸为入射波半波长的整数倍时发生谐振。当频率选择表面的阵单元对于某一频率的入射波发生谐振时，该入射波将被全反射（贴片型结构）或全透射（孔径型结构），而偏离此谐振频率的入射波可以部分通过（贴片型结构）或被部分反射（孔径型结构），因此FSS可作为空间滤波器。频率选择表面理想的滤波特性是在通带内保持平顶，而在通带外沿快速滚落的边缘进入不透明范围，且对于不同的入射角度，以及不同极化方式的入射波都保持不变的通带形状。

FSS在射频及光学波段有着广泛应用，比如天线、雷达罩、飞行器结构及卫星接收表面等。为了不影响天线的性能并减少不期望的探测，天线罩可以和FSS相结合制作成频率选择天线罩（Frequency Selective Radome, FSR），将工作波段设计为通带，敌方探测波段设计为阻带，从而能够透过己方电磁波的同时，屏蔽敌方探测雷达波，敌方探测雷达波被FSS雷达罩外形反射到广大空间，有效减小后向散射，降低RCS，实现雷达罩的隐身。

FSS应用于飞行兵器隐身中的优势是屏蔽的波段宽，可靠性好；既不改变其外形设计及工艺，又不增阻和基本不增重；可用于研制新型兵器又可用于现役装备的改造；可用于导弹，进一步发展也可用于飞机，在军事领域对FSS的需要是最迫切的，FSS技术的隐身应用是提高相应武器作战效能比的关键性技术。

然而，大部分飞行兵器的雷达罩为流线型外形且不可展开成平面，FSS随型制备于雷达罩上不仅工艺实现困难，而且电磁波在FSS上的入射角度很大，造成FSS通带透过率低。为了解决FSS随型制备于天线罩上带来的工艺难题及入射角大造成FSS通带透过率低的问题，本发明提出了一种内、外双罩复合式频率选择表面雷达罩，将FSS制备于可展开的锥形内罩上，再将内罩嵌入到原雷达罩内，经固化层合，最终制作出复合式频率选择表面隐身雷达罩。

发明内容

本发明为解决现有雷达罩为流线型外形且不可展开成平面，FSS随型制备于雷达罩上不仅工艺实现困难，而且电磁波在FSS上的入射角度很大，造成FSS通带透过率低的问题，提供一种复合式频率选择表面隐身雷达罩。

一种复合式频率选择表面隐身雷达罩，该复合式频率选择表面隐身雷达罩由频率选择表面柔性膜层合于锥形内罩外表面，构成频率选择表面内罩，再用专用层合设备将所述的频率选择表面内罩嵌入并层合到外雷达罩中，构成复合式频率选择表面隐身雷达罩，所述频率选择表面柔性膜由Y环单元组成，所述Y环单元以正三角形周期排布。

本发明的工作原理：本发明FSS层合于锥形内罩外表面，FSS阵子为Y环孔径型单元，对入射在其上电磁波呈现带通滤波特性。孔径型频率选择表面是带通型频率选择表面，其等效电路为LC并联。输入电压频率低时，电容阻抗大，但电感阻抗小，电流都通过电感接地，输出电压很小，传输系数低。频率高时电感阻抗大，电容阻抗小，电流都走电容，输出电压很小，传输系数低。当输入频率等于谐振频率时，电容与电感阻抗相当，此时通过两者的电流大小相等，方向相反，互相抵消，LC并联的综合效果变成阻抗极大，输出电压很大，传输系数高。

本发明的有益效果：