CN116111359A - 基于三维频率选择结构的双频低雷达散射截面反射阵天线 - Google Patents

基于三维频率选择结构的双频低雷达散射截面反射阵天线 Download PDF

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CN116111359A CN202310221398.0A CN202310221398A CN116111359A CN 116111359 A CN116111359 A CN 116111359A CN 202310221398 A CN202310221398 A CN 202310221398A CN 116111359 A CN116111359 A CN 116111359A
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Abstract

本发明公开了基于三维频率选择结构的双频低雷达散射截面反射阵天线，其中，采用的反射单元由具有吸收功能的吸收槽和具有移相功能的调相槽级联构成，对不同极化方向的电磁波分别进行调控；当两个频率的电磁波以不同的极化方向从馈源天线发出时，通过调节对应极化方向上的调相槽的长度来补偿相位，可使得两个不同频率的电磁波经过反射阵列后由球面波变为平面波，实现双频下高增益辐射的效果。通过加载有耗元件，实现对辐射中心频率外的电磁波的吸收，从而达到雷达散射截面缩减的功能。本发明在保证反射阵天线高增益的前提下，实现了双频工作以及低雷达散射截面的功能，并具有结构简单、便于加工的优点，可用于先进的通信和雷达天线系统中。

Description

基于三维频率选择结构的双频低雷达散射截面反射阵天线
技术领域
本发明涉及雷达技术领域，具体涉及基于三维频率选择结构的双频低雷达散射截面反射阵天线。
背景技术
随着电子工业、雷达技术的发展，各种高精度、智能化的新型雷达和先进探测器相继问世。雷达隐身的本质就是让雷达无法准确探测目标的回波信号，发展隐身技术，从而提高武器系统生存和防御能力，是迎合现代化战争的迫切需要。当雷达发射的电磁波遇到目标时会发生散射，其后向散射功率即雷达回波功率将返回至雷达处并被雷达天线接收，雷达从而判定目标的存在并确定目标的位置。雷达散射截面是衡量目标电磁散射特性强弱的物理量，降低目标的雷达散射截面，就能降低目标被敌方雷达探测到的概率，大大提升了自身武器装备的防御能力。
高增益、方向性强的天线被广泛应用于现代化武器装备和雷达探测系统中，反射阵列天线就属于高增益天线的一种。反射阵列天线由馈源天线和反射阵面组成，反射阵面可对入射电磁波的相位进行调控，使得由馈源发出的球面波转变为均匀平面波，实现高增益的辐射性能。值得一提的是，在实现高增益的同时，反射阵面的电尺寸较大，应用在军事领域时，容易被雷达探测发现，暴露我方目标。因此，低雷达散射截面反射阵列天线的提出具有重大意义。随着科技水平的不断进步，无线通信系统变得越来越复杂，这也给天线提出了越来越高的要求，促使其朝着小型化、多频段等方向发展。相比于单频天线，多频天线能够减少系统中所需天线的数量，从而节约空间和降低成本。因此，研究设计多频反射阵列天线具有重要意义。
三维频率选择结构是近年来新兴的一种频率选择表面，通常由具有一定厚度的三维腔体/传输线式结构单元周期排布而成。由于周期单元结构在空间维度上的增加，其对电磁波的调控手段更丰富、自由度更大，可极大提高对电磁波的调控性能。其中，基于平面槽线的三维频率选择结构具有结构简单，易于加工和集成的特点，能够更好地应用于反射阵天线和天线雷达散射截面缩减等领域。
发明内容
本发明目的：在于提供一种基于三维频率选择结构的双频低雷达散射截面反射阵天线，能够在不同的频率下实现高增益，减少系统中需要的天线数量，降低空间成本，同时使其具有低雷达散射截面的特点，可以在军事领域得到应用。
为实现以上功能，本发明设计基于三维频率选择结构的双频低雷达散射截面反射阵天线，基于水平面建立三维坐标系，其中由x轴和z轴所确定的xoz面为水平面，与水平面垂直的轴为y轴，所述反射阵天线由喇叭馈源天线和反射阵列构成，喇叭馈源天线用于发射和接收电磁波，其底面位于xoy面；
反射阵列由若干个尺寸、形状、材质相同的反射单元周期排列组成，每个反射单元包含水平结构和竖直结构，水平结构和竖直结构分别由覆盖于厚度相同的矩形介质基板上的金属层构成，水平结构平行于xoz面，竖直结构平行于yoz面，且水平结构、竖直结构均垂直于xoy面；
水平结构、竖直结构分别用于对水平极化和垂直极化方向的入射电磁波进行调控，在水平结构沿z轴方向蚀刻第一卡槽和第一金属化通孔阵列，其中第一卡槽上下底边相互平行，第一金属化通孔阵列由沿z轴方向直线排列的预设数量的圆形通孔构成，且各圆形通孔的圆心所连直线与第一卡槽的下底边共线；在竖直结构沿z轴方向蚀刻第二卡槽和第二金属化通孔阵列，其中第二金属化通孔阵列由沿z轴方向直线排列的预设数量的圆形通孔构成，且各圆形通孔的圆心所连直线与第二卡槽的上底边共线，第二金属化通孔中的圆形通孔数量与第一金属化通孔阵列数量相同且位置相互对应，第一卡槽、第二卡槽尺寸相同且位置相互对应，水平结构、竖直结构通过第一卡槽、第二卡槽相互插接在一起，且水平结构、竖直结构插接在一起时，第一金属化通孔阵列、第二金属化通孔阵列相互连接；
水平结构上包括在金属层上蚀刻的具有吸收功能的水平吸收槽以及具有移相功能的水平调相槽，竖直结构上包括在金属层上蚀刻的具有吸收功能的竖直吸收槽以及具有移相功能的竖直调相槽；各相邻的反射单元中的水平结构的介质基板相互对接，竖直结构的介质基板相互对接，形成中心对称的反射阵列。
作为本发明的一种优选技术方案：水平结构上的水平吸收槽和水平调相槽分别位于第一卡槽两侧，水平调相槽的一端与水平结构的介质基板短边重合；水平调相槽水平吸收槽由两段宽度不等的第一槽线、第二槽线、槽线连接处的第一焊盘，以及第一有耗元件构成，第一槽线的一端与水平结构的介质基板短边重合，从z轴正方向至z轴负方向依次为第一槽线、第一焊盘、第二槽线；第一槽线、第二槽线的中心线共线，且与水平结构的介质基板长边平行，第一槽线、第二槽线通过第一焊盘连接，第一有耗元件位于第一焊盘上，第一有耗元件两侧分别与第一槽线、第二槽线相接；
竖直结构上的竖直吸收槽和竖直调相槽分别位于第二金属化通孔阵列两侧，竖直调相槽的一端与竖直结构的介质基板短边重合；竖直吸收槽由三段宽度均不等的第三槽线、第四槽线、第五槽线，以及第三槽线、第四槽线连接处的第二焊盘、第四槽线、第五槽线连接处的第三焊盘，以及第二有耗元件、第三有耗元件构成，第三槽线的一端与竖直结构的介质基板短边重合，从z轴正方向至z轴负方向依次为第三槽线、第二焊盘、第四槽线、第三焊盘、第五槽线；第三槽线、第四槽线、第五槽线的中心线共线，且与竖直结构的介质基板长边平行，第三槽线、第四槽线通过第二焊盘连接，第二有耗元件位于第二焊盘上，第二有耗元件两侧分别与第三槽线、第四槽线相接；第四槽线、第五槽线通过第三焊盘连接，第三有耗元件位于第三焊盘上，第三有耗元件两侧分别与第四槽线、第五槽线相接。
作为本发明的一种优选技术方案：反射阵列对不同极化方向的入射电磁波具有不同响应频率，具体为：将电场方向平行于x轴的电磁波定义为水平极化电磁波，将电场方向平行于y轴的电磁波定义为竖直极化电磁波；当入射电磁波为水平极化电磁波时，反射单元中的水平结构工作，此时反射阵天线工作在低频段，当入射电磁波为竖直极化电磁波时，反射单元中的竖直结构工作，此时反射阵天线工作在高频段，通过选择水平吸收槽、竖直吸收槽位置，实现对入射电磁波的相位的调控。
作为本发明的一种优选技术方案：第一卡槽和第二卡槽沿z轴方向上的长度分别为水平结构和竖直结构长边长度的一半，第一卡槽和第二卡槽的宽度大于水平结构和竖直结构的介质基板厚度且均匀；第一卡槽与水平结构介质基板交叉处采用按z轴方向等距离排布的第一金属化通孔阵列连接，第二卡槽与竖直结构介质基板交叉处采用按z轴方向等距离排布的第二金属化通孔阵列连接。
作为本发明的一种优选技术方案：喇叭馈源天线放置在反射阵列的中心轴线上，在不同的工作频率下，喇叭馈源天线与反射阵列之间的距离不同，水平吸收槽和水平调相槽分别为一段宽度均匀的槽线，其长度由其所在反射单元与喇叭馈源天线的距离决定。
有益效果：相对于现有技术，本发明的优点包括：
(1)反射单元可以对两个极化方向的线极化电磁波进行单独的相位调控，这保证了反射阵天线可以同时工作于两个频率(5GHz和9GHz)，在保证高增益的同时，增加了空间利用率，减少了成本。
(2)反射单元的双极化带外吸收特性被反射阵面继承，当入射电磁波为水平极化时，反射阵面可以在1.25GHz-8.8GHz实现-9dB的雷达散射截面的缩减，相对带宽分别为150.2％。当竖直极化电磁波照射到反射阵面时，反射阵面可以在1.7GHz-14.2GHz实现-7dB的雷达散射截面的缩减，相对带宽分别为157.2％。实现了超宽带的雷达散射截面缩减。
附图说明
图1是根据本发明实施例提供的双频低雷达散射截面反射阵天线的三维结构图；
图1中：1、喇叭馈源天线；2、反射阵列；3、反射单元；
图2是根据本发明实施例提供的双频低雷达散射截面反射阵天线的反射单元的三维结构图；
图2中：3、反射单元；4、水平结构；5、竖直结构；6、水平吸收槽；7、水平调相槽；8、竖直吸收槽；9、竖直调相槽；
图3是根据本发明实施例提供的反射单元中水平结构的金属面示意图；
图3中：4、水平结构；6、水平吸收槽；6-1、第一槽线；6-2、第二槽线；7、水平调相槽；14、第一焊盘；15、第一有耗元件；16、第一卡槽；17、第一金属化通孔阵列；
图4是根据本发明实施例提供的反射单元中竖直结构的金属面示意图；
图4中：5、竖直结构；8、竖直吸收槽；8-1、第三槽线；8-2、第四槽线；8-3、第五槽线；9、竖直调相槽；10、第二焊盘；11、第三焊盘；12、第二有耗元件；13、第三有耗元件；18、第二卡槽；19、第二金属化通孔阵列；
图5是根据本发明实施例提供的反射单元的介质分层结构示意图；
图5中：20、水平结构介质基板；21、竖直结构介质基板；
图6是根据本发明实施例提供的反射单元在天线辐射中心频率5GHz处，水平调相槽的长度与其反射相位的关系图；
图7是根据本发明实施例提供的反射单元在天线辐射中心频率9GHz处，竖直调相槽的长度与其反射相位的关系图；
图8是根据本发明实施例提供的在天线辐射中心频率5GHz处，天线增益随频率变化曲线图；
图9是根据本发明实施例提供的在天线辐射中心频率9GHz处，天线增益随频率变化曲线图；
图10是根据本发明实施例提供的在天线辐射中心频率5GHz处的远场方向图；
图11是根据本发明实施例提供的在天线辐射中心频率9GHz处的远场方向图；
图12是根据本发明实施例提供的在1GHz至10GHz的频带范围内，水平极化电磁波照射下，反射阵天线与等大金属平板的雷达散射截面结果对比图；
图13是根据本发明实施例提供的在1GHz至18GHz的频带范围内，竖直极化电磁波照射下，反射阵天线与等大金属平板的雷达散射截面结果对比图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明实施例提供的基于三维频率选择结构的双频低雷达散射截面反射阵天线，基于水平面建立三维坐标系，其中由x轴和z轴所确定的xoz面为水平面，与水平面垂直的轴为y轴，所述反射阵天线由喇叭馈源天线和反射阵列构成，喇叭馈源天线用于发射和接收电磁波，其底面位于xoy面；
反射阵列由若干个尺寸、形状、材质相同的反射单元周期排列组成，每个反射单元包含水平结构和竖直结构，水平结构和竖直结构在不同频率处具有反射电磁波的特性，水平结构和竖直结构分别由覆盖于厚度相同的矩形介质基板上的金属层构成，水平结构平行于xoz面，竖直结构平行于yoz面，且水平结构、竖直结构均垂直于xoy面；
水平结构、竖直结构分别用于对水平极化和垂直极化方向的入射电磁波进行调控，在水平结构沿z轴方向蚀刻第一卡槽和第一金属化通孔阵列，其中第一卡槽上下底边相互平行，第一金属化通孔阵列由沿z轴方向直线排列的预设数量的圆形通孔构成，且各圆形通孔的圆心所连直线与第一卡槽的下底边共线；在竖直结构沿z轴方向蚀刻第二卡槽和第二金属化通孔阵列，其中第二金属化通孔阵列由沿z轴方向直线排列的预设数量的圆形通孔构成，且各圆形通孔的圆心所连直线与第二卡槽的上底边共线，第二金属化通孔中的圆形通孔数量与第一金属化通孔阵列数量相同且位置相互对应，第一卡槽、第二卡槽尺寸相同且位置相互对应，水平结构、竖直结构通过第一卡槽、第二卡槽相互插接在一起，且水平结构、竖直结构插接在一起时，第一金属化通孔阵列、第二金属化通孔阵列相互连接；
水平结构上包括在金属层上蚀刻的具有吸收功能的水平吸收槽以及具有移相功能的水平调相槽，竖直结构上包括在金属层上蚀刻的具有吸收功能的竖直吸收槽以及具有移相功能的竖直调相槽；各相邻的反射单元中的水平结构的介质基板相互对接，竖直结构的介质基板相互对接，形成中心对称的反射阵列。
参照图1，本发明所设计的双频低雷达散射截面反射阵天线的反射阵列在x轴方向长为384mm，y轴方向宽为380mm，一共由48×38个反射单元构成。当反射阵天线工作在5GHz时，喇叭馈源天线发射出水平极化电磁波，位置在反射阵面中心正上方285mm处。当反射阵天线工作在9GHz时，入射电磁波为竖直极化电磁波，位置在反射阵面中心正上方513mm处。
水平结构上的水平吸收槽和水平调相槽分别位于第一卡槽两侧，水平调相槽的一端与水平结构的介质基板短边重合；水平调相槽水平吸收槽由两段宽度不等的第一槽线、第二槽线、槽线连接处的第一焊盘，以及第一有耗元件构成，第一槽线的一端与水平结构的介质基板短边重合，从z轴正方向至z轴负方向依次为第一槽线、第一焊盘、第二槽线；第一槽线、第二槽线的中心线共线，且与水平结构的介质基板长边平行，第一槽线、第二槽线通过第一焊盘连接，第一有耗元件位于第一焊盘上，第一有耗元件两侧分别与第一槽线、第二槽线相接；水平吸收槽在提供吸收电磁波功能的同时，具有反射电磁波的作用，其反射的电磁波的频率由第二槽线的长度决定。
竖直结构上的竖直吸收槽和竖直调相槽分别位于第二金属化通孔阵列两侧，竖直调相槽的一端与竖直结构的介质基板短边重合；竖直吸收槽由三段宽度均不等的第三槽线、第四槽线、第五槽线，以及第三槽线、第四槽线连接处的第二焊盘、第四槽线、第五槽线连接处的第三焊盘，以及第二有耗元件、第三有耗元件构成，第三槽线的一端与竖直结构的介质基板短边重合，从z轴正方向至z轴负方向依次为第三槽线、第二焊盘、第四槽线、第三焊盘、第五槽线；第三槽线、第四槽线、第五槽线的中心线共线，且与竖直结构的介质基板长边平行，第三槽线、第四槽线通过第二焊盘连接，第二有耗元件位于第二焊盘上，第二有耗元件两侧分别与第三槽线、第四槽线相接；第四槽线、第五槽线通过第三焊盘连接，第三有耗元件位于第三焊盘上，第三有耗元件两侧分别与第四槽线、第五槽线相接，第五槽线的长度决定竖直吸收槽反射电磁波的频率。
反射阵列对不同极化方向的入射电磁波具有不同响应频率，具体为：将电场方向平行于x轴的电磁波定义为水平极化电磁波，将电场方向平行于y轴的电磁波定义为竖直极化电磁波；在不同极化电磁波的照射下，反射阵列可以分别工作在不同的波段。当入射电磁波为水平极化电磁波时，反射单元中的水平结构工作，此时反射阵天线工作在低频段，当入射电磁波为竖直极化电磁波时，反射单元中的竖直结构工作，此时反射阵天线工作在高频段，选择合适位置的调相槽使得水平结构和竖直结构之间的耦合较小，从而可以实现分别对两个频率的入射电磁波的相位进行调控；水平调相槽与竖直调相槽的长度变化只会控制其对应中心频率处的相位且控制范围满足移相要求(大于300°)，并且确保此时另一个工作中心频率处的相位几乎不改变。
水平极化电磁波和竖直极化电磁波照射情况下，反射阵面继承了单元的带外吸收电磁波的特性，具有双极化的雷达散射截面缩减的性能。
第一卡槽和第二卡槽沿z轴方向上的长度分别为水平结构和竖直结构长边长度的一半，第一卡槽和第二卡槽的宽度大于水平结构和竖直结构的介质基板厚度且均匀；第一卡槽与水平结构介质基板交叉处采用按z轴方向等距离排布的第一金属化通孔阵列连接，第二卡槽与竖直结构介质基板交叉处采用按z轴方向等距离排布的第二金属化通孔阵列连接，既保证了连接的稳固性，同时也维持了吸收槽的吸收带外电磁波的功能和调相槽的移相功能。
参照图2-图5，水平结构和竖直结构的介质基板采用罗杰斯4003C，相对介电常数为3.55，损耗角正切为0.0027，厚度d＝0.508mm，金属层采用厚度为0.0175mm的覆铜层。反射单元中水平结构和竖直结构可响应不同极化的电磁波，水平结构中的水平吸收槽由两段宽度不等的槽线和槽线连接处的第一焊盘以及第一有耗元件构成，从z轴正方向至z轴负方向依次为第一槽线和第二槽线，在提供吸收电磁波功能的同时，具有反射电磁波的作用，第一有耗元件为0402封装的薄膜贴片电阻，长度为1mm，宽度为0.5mm，阻值为120欧姆。竖直结构中的竖直吸收槽由三段长度不等的槽线构成，中间加载第二焊盘、第三焊盘、第二有耗元件和第三有耗元件，从z轴正方向至负方向依次为第三槽线、第四槽线和第五槽线，第二有耗元件和第三有耗元件都是0402封装的薄膜贴片电阻，长度为1mm，宽度为0.5mm，阻值分别为600欧姆和90欧姆。反射单元中水平结构以及竖直结构可以对不同极化方向的电磁波进行调控，并通过第一卡槽、第二卡槽、第一金属化通孔阵列和第二金属化通孔阵列连接。水平结构和竖直结构都是由刻蚀在介质基板一侧的若干平面槽线结构构成，刻蚀方向平行于z轴。本实施例中的物理参数为：px＝8mm，py＝10mm，pz＝52mm，sc1＝3.825mm，sc2＝4.825mm，h＝0.0175mm，d＝0.508mm，wr＝0.6mm，lr＝0.6mm，wc＝0.5255mm，lc＝26mm，d1＝1.5mm，d2＝5.5mm，D＝0.6mm，s1＝0.8mm，w1＝1.6mm，l1＝24.4mm，w2＝1.2mm，l2＝23.7mm，s2＝1.5mm，w3＝1mm，s3＝0.7mm，w4＝3mm，l4＝15.5mm，w5＝1mm，l5＝12mm，w6＝0.2mm，l6＝12.5mm，s4＝1.5mm，w7＝1mm。
喇叭馈源天线放置在反射阵列的中心轴线上，为了达到较高的口径效率，且工作于不同的工作频率处，喇叭馈源天线与反射阵列的距离不同。水平调相槽和竖直调相槽都是一段均匀的槽线，其长度由反射单元所在位置与喇叭馈源天线的距离决定，每个反射单元有两个调相槽，分别对不同的频率的电磁波进行相位调控。通过对具有不同移相值的反射单元的周期性排布，可以使喇叭馈源天线发出的球面波经过反射阵面变为均匀平面波。
在不同工作中心频率处水平调相槽和竖直调相槽的长度与移相值的关系参照图6和图7，每个反射单元拥有两个响应不同极化方向电磁波的调相槽，他们的物理长度可以根据图6和图7的曲线对应其相位得出，每个反射单元的反射相位可以通过下式确定：
Figure BDA0004116811520000081
Figure BDA0004116811520000082
其中，
Figure BDA0004116811520000083
表示当入射电磁波为水平极化电磁波时，第i个反射单元的反射相位，i的取值从1至48×38；k是自由空间中的传播常数，Rix表示反射阵天线中心频率为5GHz时，喇叭馈源天线(水平极化电磁波)到第i个反射单元的距离，
Figure BDA0004116811520000084
是第i个反射单元的位置矢量，
Figure BDA0004116811520000085
是天线辐射主波束的方向。
Figure BDA0004116811520000086
表示当入射电磁波为竖直极化电磁波时，第i个反射单元的反射相位，i的取值从1至48×38。Riy表示反射阵天线中心频率为9GHz时，喇叭馈源天线(竖直极化电磁波)到第i个反射单元的距离。
Figure BDA0004116811520000091
与
Figure BDA0004116811520000092
都代表相位常数，以表示反射阵列所需的移相值是相对相位值而不是绝对相位值。
图8给出了双频低雷达散射截面反射阵天线中心频率为5GHz时，反射阵天线增益随频率的变化曲线。图中的横坐标为频率，单位为(GHz)，图中纵坐标为增益，单位是(dBi)。反射阵天线在天线辐射中心频率5GHz实现了24.8dBi的高增益特性，-3dB的增益范围为4.47GHz-5.77GHz，相对带宽约为25.4％。实现了较好的高增益辐射效果。
图9给出了双频低雷达散射截面反射阵天线中心频率为9GHz时，反射阵天线增益随频率的变化曲线。图中的横坐标为频率，单位为(GHz)，图中纵坐标为增益，单位是(dBi)。反射阵天线在天线辐射中心频率9GHz实现了29.8dBi的高增益特性，-3dB的增益范围为7.8GHz-9.75GHz，相对带宽约为22.2％。实现了较好的高增益辐射效果。
图10给出了双频低雷达散射截面反射阵天线工作中心频率为5GHz时，反射阵天线的E面和H远场方向图，图中的横坐标为角度，单位为度(deg)。图中纵坐标为增益，单位是(dBi)。从图中可以看出，反射阵天线工作在5GHz时，其方向图的波束宽度较窄，方向性比较好，第一副瓣电平小于-15dB，口径效率大于56％。
图11给出了双频低雷达散射截面反射阵天线工作中心频率为9GHz时，反射阵天线的E面和H远场方向图，图中的横坐标为角度，单位为度(deg)。图中纵坐标为增益，单位是(dBi)。从图中可以看出，反射阵天线工作在9GHz时，其方向图的波束宽度较窄，方向性比较好，第一副瓣电平小于-17dB，口径效率大于57％。
当入射波为水平极化电磁波，反射阵面的雷达散射截面与等大PEC的雷达散射截面对比，如图12所示，反射阵面可以在1.25GHz-8.8GHz实现-9dB的雷达散射截面的缩减，相对带宽分别为150.2％。
当入射波为竖直极化电磁波，反射阵面的雷达散射截面与等大PEC的雷达散射截面对比，如图13所示，反射阵面可以在1.7GHz-14.2GHz实现-7dB的雷达散射截面的缩减，相对带宽分别为157.2％。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.基于三维频率选择结构的双频低雷达散射截面反射阵天线，其特征在于，基于水平面建立三维坐标系，其中由x轴和z轴所确定的xoz面为水平面，与水平面垂直的轴为y轴，所述反射阵天线由喇叭馈源天线和反射阵列构成，喇叭馈源天线用于发射和接收电磁波，其底面位于xoy面；
反射阵列由若干个尺寸、形状、材质相同的反射单元周期排列组成，每个反射单元包含水平结构和竖直结构，水平结构和竖直结构分别由覆盖于厚度相同的矩形介质基板上的金属层构成，水平结构平行于xoz面，竖直结构平行于yoz面，且水平结构、竖直结构均垂直于xoy面；
水平结构、竖直结构分别用于对水平极化和垂直极化方向的入射电磁波进行调控，在水平结构沿z轴方向蚀刻第一卡槽和第一金属化通孔阵列，其中第一卡槽上下底边相互平行，第一金属化通孔阵列由沿z轴方向直线排列的预设数量的圆形通孔构成，且各圆形通孔的圆心所连直线与第一卡槽的下底边共线；在竖直结构沿z轴方向蚀刻第二卡槽和第二金属化通孔阵列，其中第二金属化通孔阵列由沿z轴方向直线排列的预设数量的圆形通孔构成，且各圆形通孔的圆心所连直线与第二卡槽的上底边共线，第二金属化通孔中的圆形通孔数量与第一金属化通孔阵列数量相同且位置相互对应，第一卡槽、第二卡槽尺寸相同且位置相互对应，水平结构、竖直结构通过第一卡槽、第二卡槽相互插接在一起，且水平结构、竖直结构插接在一起时，第一金属化通孔阵列、第二金属化通孔阵列相互连接；
水平结构上包括在金属层上蚀刻的具有吸收功能的水平吸收槽以及具有移相功能的水平调相槽，竖直结构上包括在金属层上蚀刻的具有吸收功能的竖直吸收槽以及具有移相功能的竖直调相槽；各相邻的反射单元中的水平结构的介质基板相互对接，竖直结构的介质基板相互对接，形成中心对称的反射阵列。
2.根据权利要求1所述的基于三维频率选择结构的双频低雷达散射截面反射阵天线，其特征在于，水平结构上的水平吸收槽和水平调相槽分别位于第一卡槽两侧，水平调相槽的一端与水平结构的介质基板短边重合；水平调相槽水平吸收槽由两段宽度不等的第一槽线、第二槽线、槽线连接处的第一焊盘，以及第一有耗元件构成，第一槽线的一端与水平结构的介质基板短边重合，从z轴正方向至z轴负方向依次为第一槽线、第一焊盘、第二槽线；第一槽线、第二槽线的中心线共线，且与水平结构的介质基板长边平行，第一槽线、第二槽线通过第一焊盘连接，第一有耗元件位于第一焊盘上，第一有耗元件两侧分别与第一槽线、第二槽线相接；
竖直结构上的竖直吸收槽和竖直调相槽分别位于第二金属化通孔阵列两侧，竖直调相槽的一端与竖直结构的介质基板短边重合；竖直吸收槽由三段宽度均不等的第三槽线、第四槽线、第五槽线，以及第三槽线、第四槽线连接处的第二焊盘、第四槽线、第五槽线连接处的第三焊盘，以及第二有耗元件、第三有耗元件构成，第三槽线的一端与竖直结构的介质基板短边重合，从z轴正方向至z轴负方向依次为第三槽线、第二焊盘、第四槽线、第三焊盘、第五槽线；第三槽线、第四槽线、第五槽线的中心线共线，且与竖直结构的介质基板长边平行，第三槽线、第四槽线通过第二焊盘连接，第二有耗元件位于第二焊盘上，第二有耗元件两侧分别与第三槽线、第四槽线相接；第四槽线、第五槽线通过第三焊盘连接，第三有耗元件位于第三焊盘上，第三有耗元件两侧分别与第四槽线、第五槽线相接。
3.根据权利要求1所述的基于三维频率选择结构的双频低雷达散射截面反射阵天线，其特征在于，反射阵列对不同极化方向的入射电磁波具有不同响应频率，具体为：将电场方向平行于x轴的电磁波定义为水平极化电磁波，将电场方向平行于y轴的电磁波定义为竖直极化电磁波；当入射电磁波为水平极化电磁波时，反射单元中的水平结构工作，此时反射阵天线工作在低频段，当入射电磁波为竖直极化电磁波时，反射单元中的竖直结构工作，此时反射阵天线工作在高频段，通过选择水平吸收槽、竖直吸收槽位置，实现对入射电磁波的相位的调控。
4.根据权利要求1所述的基于三维频率选择结构的双频低雷达散射截面反射阵天线，其特征在于，第一卡槽和第二卡槽沿z轴方向上的长度分别为水平结构和竖直结构长边长度的一半，第一卡槽和第二卡槽的宽度大于水平结构和竖直结构的介质基板厚度且均匀；第一卡槽与水平结构介质基板交叉处采用按z轴方向等距离排布的第一金属化通孔阵列连接，第二卡槽与竖直结构介质基板交叉处采用按z轴方向等距离排布的第二金属化通孔阵列连接。
5.根据权利要求1所述的基于三维频率选择结构的双频低雷达散射截面反射阵天线，其特征在于，喇叭馈源天线放置在反射阵列的中心轴线上，在不同的工作频率下，喇叭馈源天线与反射阵列之间的距离不同，水平吸收槽和水平调相槽分别为一段宽度均匀的槽线，其长度由其所在反射单元与喇叭馈源天线的距离决定。
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