CN101788662B - 一种无源双极化标签式雷达反射器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无源双极化标签式雷达反射器。现有雷达反射器体积大、自身结构固定。本发明的雷达反射器为条形片状，包括表面保护层、基材层和粘合层，表面保护层与基材层之间设置有多个等间距设置的阵元，每个阵元包括两个形状和尺寸相同的振子。振子为L形的金属薄膜，振子的两个振臂相互垂直，且两个振子的顶点相向，一个振子在另一个振子的两个振臂所形成的张角范围内，两个振子成对角对称。所有阵元的同侧振子的顶点在同一直线上。本发明体积小、结构简单、成本低廉，共形性好、低剖面且不改变被安装设施外观。

Description

一种无源双极化标签式雷达反射器

技术领域

本发明属于微波雷达反射器技术领域，涉及一种无源双极化标签式雷达反射器，更具体的是涉及一种超薄结构，小型化、便于使用、能提供显著雷达回波性能的雷达反射器。

背景技术

雷达反射器是一类特殊的微波装置，它能对特定频率范围的雷达探测信号产生显著的反射，并等效为远大于其本身物理尺寸的雷达散射截面，将其安装在飞机、船只、机动车辆上，能显著提高雷达对装备有雷达反射器的飞机、船只、机动车辆的识别和探测能力。雷达反射器的使用是构成空中交通、港口航道管制系统的重要组成部分，并在救生、雷达定标科学测量、以及电子战等领域有广泛应用。

现有雷达反射器主要包括：雷达透镜反射器、雷达角反射器。雷达反射器的性能指标主要包括：适用频段、极化方式、有效反射面积、覆盖角区等。

雷达透镜反射器是由多层介质与金属反射器构成的球形或柱形电波反射装置。雷达角反射器是由多个互相垂直的金属镜平面或多个金属镜平面与介质镜平面构成的电波反射装置。

发明内容

本发明针对现有雷达反射器体积较大、自身结构固定、使用时需提供机械固定装置、并会对被安装设施的外观产生显著改变等问题，提供一种标签式雷达反射器。

本发明的雷达反射器为条形片状，包括从上至下依次设置的表面保护层、基材层和粘合层，表面保护层与基材层之间设置有n个阵元，n≥2。

每个阵元包括两个形状和尺寸相同的振子，所述的振子为L形的金属薄膜，振子的两个振臂相互垂直，且两个L形振子的顶点相向，一个振子在另一个振子的两个振臂所形成的张角范围内；两个振臂的长度a相同、宽度b相同，32.5mm≤a≤33.5mm、0.5mm≤b≤1.5mm；两个振子对应的振臂平行，且两个振子成对角对称。

所有的阵元的同侧L形振子的顶点在同一直线上，且两侧的顶点所在的直线平行；所有相邻的两个阵元之间的最小距离k相同，22.5mm≤k≤32.5mm。

本发明相对于现有技术具有以下的几种优点：

1、体积小、无需机械固定；

2、结构简单、成本低廉；

3、共形性好、低剖面且不改变被安装设施外观。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的安装示意图；

图3为本发明一个实施例的阵元排列示意图；

图4为本发明另一实施例的阵元排列示意图；

图5为本发明又一实施例的阵元排列示意图；

图6为本发明使用时的空间方位角示意图；

图7为本发明两个实施例与相同物理面积金属平板交叉极化项雷达散射截面的频率扫描对比图；

图8为本发明两个实施例与相同物理面积金属平板交叉极化项雷达散射截面的空间扫描对比图；

图9为加载反射器前后交叉极化项雷达散射截面的频率扫描对比图；

图10为机动车加载标签式雷达反射器前后空间扫描对比图(

方向)；

图11为机动车加载标签式雷达反射器前后空间扫描对比图(

方向)。

具体实施方式

如图1所示，一种无源双极化标签式雷达反射器为条形片状，包括从上至下依次设置的表面保护层1、基材层3和粘合层4，表面保护层1与基材层3之间设置有n个阵元2，n≥2。

每个阵元包括两个形状和尺寸相同的振子。振子为L形的金属薄膜，振子的两个振臂相互垂直，且两个L形振子的顶点相向，一个振子在另一个振子的两个振臂所形成的张角范围内；两个振臂的长度a相同、宽度b相同，32.5mm≤a≤33.5mm、0.5mm≤b≤1.5mm；两个振子对应的振臂平行，且两个振子成对角对称。

振子的振臂长度a可根据雷达工作频段的需求来确定具体的数值，近似为工作频率电磁波的半波长，理论上取值为：

$a=[0.5-\frac{0.11284}{\ln \left(\frac{2\mathrm{\λ}}{\mathrm{\πb}}\right)}]\mathrm{\λ}$

式中，λ工作频率电磁波的波长，b为振子振臂的宽度。

图2给出了本发明的安装示意图，将标签式雷达反射器5直接粘贴在汽车前窗挡风玻璃6的上部。该标签式雷达反射器中n个阵元的具体排列方式如下：

实施例1

如图3所示，所有阵元的L形振子的顶点都在同一直线上，每个振子的振臂长度a₁＝32.5mm、振臂宽度b₁＝0.5mm，相邻的两个阵元之间的最小距离k₁＝22.5mm。

实施例2

如图4所示，所有的阵元的同侧L形振子的顶点在该振子的一个振臂所在直线上，每个振子的振臂长度a₂＝33.5mm、振臂宽度b₂＝1.5mm，相邻的两个阵元之间的最小距离k₂＝32.5mm。

实施例3

如图5所示，所有的阵元的同侧L形振子的顶点在同一直线上，且两侧的顶点所在的直线平行，一个阵元中两个L形振子顶点的连线与该直线的夹角α＝30。；每个振子的振臂长度a₃＝33mm、振臂宽度b₃＝1mm，相邻的两个阵元之间的最小距离k₃＝27.5mm。

图6给出了本发明使用说明的空间方位角示意图，图10和11均建立在图5所给出的坐标系和变量说明的基础之上。

图7和8给出了本发明中的两种阵列形式即实施例1中阵元呈对角线排列(阵列A)和实施例2中阵元呈直线排列(阵列B)与相同物理面积的金属平板交叉极化项雷达散射截面在频率和空间上扫描的对比图。由图7可以看出本发明的两种阵列结构的交叉极化散射截面均远远大于与标签整体占据物理面积相同的金属平板的雷达截面，从而能提供足够大的雷达散射截面以增大其被探测到的距离。从图8可以看出，阵列A的形式相比于阵列B，其雷达散射截面的主瓣宽度更小，角度选择性更好，因此有利于提高雷达对处于不同空间位置上的机动车的角度分辨力。

图9为机动车加载本发明前后交叉极化项雷达散射截面的频率扫描对比图，表明本发明中的标签式雷达反射器工作在2.4GHz的频段。图10和11分别是加载本发明前后机动车的交叉极化项雷达散射截面的空间扫描对比，表明机动车加载本发明后在θ＝33°，

方向，即机动车的前挡风玻璃法线方向的交叉极化项雷达散射截面增强了25dB，并且具有较高的角度选择性。试验结果表明装上雷达标签的机动车其雷达散射特性与原机动车本身的特性有着显著的不同，并且为雷达提供了足够大的雷达散射截面得到了实现目标探测和识别的目的。

Claims (3)

1.一种无源双极化标签式雷达反射器，所述的雷达反射器为条形片状，包括从上至下依次设置的表面保护层、基材层和粘合层，其特征在于：表面保护层与基材层之间设置有n个阵元，n≥2；

每个阵元包括两个形状和尺寸相同的振子，所述的振子为L形的金属薄膜，振子的两个振臂相互垂直，且两个L形振子的顶点相向，一个振子在另一个振子的两个振臂所形成的张角范围内；两个振臂长度a相同、宽度b相同，两个振子对应的振臂平行，且两个振子成对角对称；

n个阵元等间距设置，所有阵元的同侧L形振子的顶点在同一直线上，且两侧的顶点所在的直线平行。

2.如权利要求1所述的一种无源双极化标签式雷达反射器，其特征在于：所述的振臂长度a为32.5mm≤a≤33.5mm，所述的振臂宽度b为0.5mm≤b≤1.5mm。

3.如权利要求1所述的一种无源双极化标签式雷达反射器，其特征在于：相邻的两个阵元之间的最小距离k为22.5mm≤k≤32.5mm。

Images