一种频率选择表面天线罩带宽补偿方法

摘要

本发明一种频率选择表面天线罩带宽补偿方法属于微波技术与飞行器隐身技术领域，涉及一种频率选择表面天线罩带宽补偿方法，应用于满足飞行器隐身性能要求的频率选择表面天线罩设计。该方法先组建频率选择表面天线罩结构，再给定频带的谐振频率和最大入射角度，由最大入射角度确定带宽补偿介质层的等效介电常数，由带宽补偿介质层的等效介电常数和频带的谐振频率确定介质层合结构的结构参数；带宽补偿介质层采用由两种不同介电常数的介质构成的层合结构。补偿方法有效地解决了频率选择表面天线罩带宽随入射角变化而畸变的问题，弥补了现有带宽补偿方法无法工程应用的缺点与不足，可用于频率选择表面天线罩结构优化设计。

主权项

一种频率选择表面天线罩带宽补偿方法，其特征在于，该方法先组建频率选择表面天线罩结构，再给定频带的谐振频率和最大入射角度，由最大入射角度确定带宽补偿介质层的等效介电常数，由带宽补偿介质层的等效介电常数和频带的谐振频率确定介质层合结构的结构参数；带宽补偿介质层采用由两种不同介电常数的介质构成的层合结构；其中，靠近频率选择表面阵列的介质层，选取低介电常数的介质材料；远离频率选择表面阵列的介质层，选取高介电常数的介质材料；方法的具体步骤如下：步骤一、组建频率选择表面天线罩结构；将芯层介质(3)安装在第一层频率选择表面阵列(1)和第二层频率选择表面阵列(2)之间，构成双层频率选择表面阵列级联结构；第一层频率选择表面阵列(1)和二层频率选择表面阵列(2)均由十字环形孔径单元构成，十字环形孔径单元按照二维周期性排布；低介电常数介质层(4)安装在第一层频率选择表面阵列(1)和第二层频率选择表面阵列(2)外层，高介电常数介质层(5)安装在低介电常数介质层(4)外侧，构成层合结构带宽补偿介质层；双层频率选择表面阵列级联结构和层合结构带宽补偿介质层，构成频率选择表面天线罩罩壁结构；步骤二、给定频带的谐振频率和最大入射角度；依据实际工程需要，给定设计的频率选择表面天线罩的谐振频率f₀和最大入射角度θ_max；步骤三、由最大入射角度确定带宽补偿介质层的等效介电常数；依据最大入射角度θ_max，确定带宽补偿介质层的等效介电常数ε_eff，通过公式(1)进行计算：ε_eff＝1+cos(θ_max)   (1)步骤四、由带宽补偿介质层的等效介电常数和频带的谐振频率，确定构成介质层合结构的两种介质材料的介电常数，两种介质材料的介电常数满足如下约束条件：ε₂＜ε_eff＜ε₁   (2)其中，ε₁为远离频率选择表面阵列的介质层的介电常数，ε₂为靠近频率选择表面阵列的介质层的介电常数；确定构成介质层合结构的两个介质层的几何厚度，通过如下公式计算：$h_1+h_2=k·\frac{c}{f_0·\sqrt{{ϵ}_{eff}}}---\left(3\right)$$\frac{{ϵ}_1·h_1+{ϵ}_2·h_2}{h_1+h_2}={ϵ}_{eff}---\left(4\right)$其中，c为真空中的光速值，h₁为远离频率选择表面阵列的介质层的几何厚度，h₂为靠近频率选择表面阵列的介质层的几何厚度，k为常数，取值范围为0.25≤k≤0.35。