CN109346825A - 一种隐形天线云层及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隐形天线云层，包括隐形天线群，所述隐形天线群包括多个结构相同的隐形天线，所述隐形天线群排布于飞行物外表面，形成全覆盖，所述隐形天线包括抛物面天线、焦点聚集板和处理模块，所述抛物面天线的抛物面朝向飞行物外侧，所述焦点聚集板设置于抛物面天线的抛物面的焦点处，所述处理模块设置在焦点聚集板上，对抛物面汇聚的雷达波进行处理。本发明能够达到高吸收、低反射系数的效果。

Description

一种隐形天线云层及其应用

技术领域

本发明涉及一种隐形天线云层及其应用。

背景技术

目前实现隐身的对象与技术的主要手段有以下几种:

首先对雷达波隐身的手段主要包括：(1)设计武器的外形，降低雷达波的反射面；(2)采用对雷达波吸波材料和透波材料；(3)采用电子措施降低兵器的雷达截面；(4)利用等离子体。

但对于隐形飞机，上述隐形手段造价昂贵，使用成本高，技术难度大，外形怪异，飞行性能低下，使用维护成本高，隐身效果不尽人意。

目前使用雷达波段分为：米波波段、分米波、厘米波和毫米波。对于米波波段，波长在1米到10米范围，主要目的远距离探索，但是其精度低、误差大。天线本重、体型巨大。只适合地面雷达基站。分米波雷达，主要用于飞机导航和地面雷达；厘米波雷达，探测精度高，距离近，天线尺寸小，便于飞机携带；而毫米波雷达，探测精度高，使用距离近，用于火控雷达使用，提出的飞机隐形主要针对于分米厘米波段雷达的防探测。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种隐形天线云层及其应用，本发明能够实现飞机或飞行器对于雷达波的隐形。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种隐形天线云层，包括隐形天线群，所述隐形天线群包括多个结构相同的隐形微天线，所述隐形天线群排布于飞行物外表面，形成全覆盖，所述隐形天线包括抛物面天线系统、焦点聚集处理模块，所述抛物面天线的抛物面朝向飞行物外侧，所述焦点聚集板设置于抛物面天线的抛物面的焦点处，所述焦点聚集处理模块设置在焦点聚集板上，对抛物面汇聚的雷达波进行处理。

作为进一步的限定，所述焦点聚集板设置于天线抛物面焦点处，接收雷达微波信号。

作为进一步的限定，所述抛物面天线的抛物面结构采用卡塞格伦模式，具有相互连接的一次反射面和二次反射面，且二次反射面的焦点为一次反射面的顶点。

作为更进一步的限定，所述抛物面外边沿采用正六边形，天线群外观类似于蜂窝状，这样的设计能够保证抛物面彼此之间紧密排列，没有缝隙，实现全覆盖。

作为更进一步的限定，二次反射面的外截面为圆形，内面为抛物面，抛物面的焦点就是一次反射面的顶点，即飞行物外壳对应抛物面天线的谷底。

作为更进一步的限定，所述一次反射面和二次反射面之间采用磁性支柱连接。

作为更进一步的限定，所述一次反射面和二次反射面构成微天线，在二次反射面的外顶点上设置有磁铁性金属网，通过磁铁性金属网固定二次反射面与一次反射面的光线聚焦。

作为进一步的限定，所述焦点聚集处理模块包括接收器，所述接收器位于二次反射面的实焦点处，所述焦点聚集板与飞行物外表面的金属部件通过导线连接导通。

一种飞行物，本体上覆盖有上述隐形天线云层。

作为进一步的限定，本体的外壳采用铝镁合金板或钛合金板。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过飞行物外层被完全接收雷达波的隐形天线群包围，并且全覆盖，到达飞行物的雷达波被天线群接收，不能返回，以实现接收雷达波，但反射几乎为零，这种设计能够极大降低雷达探测的几率，能够提高隐身效果。相比于现有的外形减少反射量更科学，更符合电磁波技术的基本原理，隐身效率更高。也比涂料吸收方式好，能够达到高吸收、低反射系数的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为抛物线天线的结构图；

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

飞行物外层被完全接收雷达波的隐形天线群包围，并且全覆盖。到达飞行物的雷达波被天线群接收，不能返回。也就是说，天线的目的就是接收雷达波，反射几乎为零。极大降低雷达探测的几率。提高隐身效果。

隐形天线的结构如图1所示，包括隐形天线群，隐形天线群包括多个结构相同的隐形天线，隐形天线群排布于飞行物外表面，形成全覆盖，隐形天线包括抛物面天线、焦点聚集板和处理模块，抛物面天线的抛物面朝向飞行物外侧，所述焦点聚集板设置于抛物面天线的抛物面的焦点处，所述处理模块设置在焦点聚集板上，对抛物面汇聚的雷达波进行处理。

焦点聚集板的目的不让雷达波返回。在微型抛物天线焦点处收到的信号，没有特别的用处，直接与飞机大金属部件连接，相当于接地。使收到的搜索雷达波信号入地，不能返回。

可选的，抛物面的截面呈成正六边形，外圆直径3到10厘米。根据飞机尺寸来定抛物面的截面的大小，例如，对于中、小型战斗机，抛物面的截面呈成正六边形，外圆直径3、4或5厘米。轰炸机其抛物面的截面呈成正六边形，外圆直径10厘米以上。

抛物面非常微小，不影响飞机的大外形气流特征。可以是抛物面形状，也可以是抛物网格状，根据雷达波的波长而定。

隐形的对象主要针对厘米、分米波雷达。天线抛物面结构采用卡塞格伦模式，降低接收高度。

抛物面天线的抛物面结构采用卡塞格伦模式，具有相互连接的一次抛物面和二次抛物面，且二次抛物面的焦点为一次抛物面的顶点。

二次抛物面外截面成圆形，内面是抛物面，其焦点就是一次抛物面的顶点，也就是飞机外壳微小抛物面天线谷底。

一次和二次抛物面的连接，采用3厘米或4厘米或5厘米磁性支柱。其磁性支柱作用有几个方面：(1)固定二次抛物面，保持雷达波准确到达焦点；(2)可以是线性天线，接收雷达波。因为雷达波基本都在厘米波段，采用厘米线性天线具有良好的接收效果。雷达波被天线阵接收，反射自然就少。

一次、二次抛物面的连接固定，还可以采用磁铁性金属网，十字形、或米字结构，其结合点就是二次反射面的顶点。磁铁性金属网作用有2个方面：(1)固定二次抛物面，保持雷达波准确到达焦点；(2)可以是雷达波的屏蔽罩。吸收入射雷达波，也可以吸收反射雷达波。特别是反射雷达波有一定屏蔽作用。因为雷达波基本都在厘米波段，采用厘米级网孔磁铁性网具有良好的屏蔽效果。雷达波被网天线屏蔽，反射自然就少。

飞行物的外皮基本都是轻质金属材料构成，经过适当加工，形成微小抛物面密布结构，作为微天线的一次反射面，在抛物面交点处放置接收雷达波的聚集板。

对抛物面汇聚的雷达波进行处理中，处理的目的有两个方面，一个是接收，放大，作为探测雷达波源的有用信号。另一个目的，消除雷达波返回，具体的，焦点处微波信号直接接地，让雷达波信号入地，让焦点处理板与飞机大金属构件用良导体线连接，即可实现。

卡塞格伦天线相对于抛物面天线来讲，它将馈源的辐射方式由抛物面的前馈方式改变为后馈方式，这使天线的结构较为紧凑，制作起来也比较方便。另外卡塞格伦天线可等效为具有长焦距的抛物面天线，而这种长焦距可以使天线从焦点至口面各点的距离接近于常数，因而空间衰耗对后馈电器辐射的影响要小，使得卡塞格伦天线的效率比标准抛物面天线要高。

接收器位于旋转双曲面的实焦点F1处时，由F1发出的射线经过双曲面反射后的射线，就相当于由双曲面的虚焦点直接发射出的射线。因此只要是双曲面的虚焦点与抛物面的焦点相重合，就可使副反射面反射到主反射面上的射线被抛物面反射成平面波辐射出去。

一次抛物面设计：根据抛物面定义、抛物面方程来设计。平面内，到定点与定直线距离相等的点的轨迹叫做抛物线。抛物线沿焦点中心线旋转一周，形成抛物面。其中定点叫做焦点，定直线叫做抛物线的准线。如一次抛物面口径6厘米，抛物面口径张角450，则有抛物线方程：

x²＝4fz

式中，f--焦距，D--抛物面口径直径，r--抛物面口径上某点到坐标原点的距离。当D为6厘米，厘米；由抛物线定义及关系式计算得抛物面焦距；

焦点离顶点距离约为3.62厘米。

二次抛物面设计：根据一次抛物面焦距3.62厘米，张角45度，口径6厘米，及二次抛物面口径1厘米等参数，设计二次抛物面：

由抛物面公式及定义计算二次抛物面的参数：口径张角18.2150，焦距3.14。

实施例1飞机对探测雷达波隐形

可用于飞机隐形的设计，从而达到隐形的目的。

与飞机的结合，雷达波发射过程的检验。所述的对X-波段雷达隐形的隐形云层，作用表现为可接收X-波段雷达波信号，反射系数很低。

对X-波段雷达隐形的隐形飞机，该云层使云层覆的飞机，躲避X-波段雷达波的探测。

飞机外壳采用铝镁合金板或钛合金板；军用飞机采用50％复合材料、20％钛、10％铝、5％钢及其它。抛物面天线蜂窝形成，可以用大型机床或在蜂窝模具下，压制而形成。

实施例2飞机对火控雷达波隐形

可用于飞机既要躲避长波长探索雷达，也要躲避短波长的火控雷达的锁定。天线云层使飞机在火孔雷达下隐形，从而达到隐形、生存的目的。

与飞机的结合，发射过程的检验。所述的对火控雷达隐形的隐形云层，作用表现为可吸收火控雷达波信号，反射系数很低。

对火控雷达隐形的隐形飞机，该云层使云层覆的飞机，躲避火控雷达波的探测。

飞机外壳采用铝镁合金板或钛合金板；军用飞机采用50％复合材料、20％钛、10％铝、5％钢及其它。抛物面天线蜂窝形成，可以用大型机床或在蜂窝模具下，压制而形成。

对火控雷达隐形的隐形天线云层，该云层使云层覆盖物，躲避火控雷达波的探测。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种隐形天线云层，其特征是：包括隐形天线群，所述隐形天线群包括多个结构相同的隐形天线，所述隐形天线群排布于飞行物外表面，形成全覆盖，所述隐形天线包括抛物面天线系统、焦点聚集处理模块，所述抛物面天线的抛物面朝向飞行物外侧，所述焦点聚集板设置于抛物面天线的抛物面的焦点处，所述焦点聚集处理模块设置在焦点聚集板上，对抛物面汇聚的雷达波进行处理。

2.如权利要求1所述的一种隐形天线云层，其特征是：所述焦点聚集板设置于天线抛物面焦点处，接收雷达微波信号。

3.如权利要求1所述的一种隐形天线云层，其特征是：所述抛物面天线的抛物面结构采用卡塞格伦模式，具有相互连接的一次反射面和二次反射面，且二次反射面的焦点为一次反射面的顶点。

4.如权利要求3所述的一种隐形天线云层，其特征是：所述抛物面外边沿采用正六边形。

5.如权利要求3所述的一种隐形天线云层，其特征是：二次反射面的外截面为圆形，内面为抛物面，抛物面的焦点就是一次反射面的顶点，即飞行物外壳对应抛物面天线的谷底。

6.如权利要求3所述的一种隐形天线云层，其特征是：所述一次反射面和二次反射面之间采用磁性支柱连接。

7.如权利要求3所述的一种隐形天线云层，其特征是：所述一次反射面和二次反射面之间，在二次反射面的结合点上设置有磁铁性金属网，通过磁铁性金属网固定一次反射面和二次反射面。

8.如权利要求1所述的一种隐形天线云层，其特征是：所述焦点聚集处理模块包括接收器，所述接收器位于旋转双曲面的实焦点处，所述焦点聚集板与飞行物外表面的金属结构通过导线连接导通。

9.一种飞行物，其特征是：飞行物本体上覆盖有如权利要求1-8中任一项所述的隐形天线云层。