(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210941116.X (22)申请日 2022.08.08 (71)申请人 中国舰船研究设计中心 地址 430064 湖北省武汉市武昌区张之洞 路268号 (72)发明人 曾宪亮　吴为军　方重华　陶理　 冀航　 (74)专利代理 机构 湖北武汉 永嘉专利代理有限 公司 42102 专利代理师 胡建平　张宇 (51)Int.Cl. G16C 60/00(2019.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 基于人工电磁材料的天线去耦与RCS 缩减协 同设计方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于人工电磁材料的天 线去耦与RCS缩减协同设计方法， 属于新型人工 电磁材料技术领域， 包括： 由EBG单元构成第一正 方形子阵， 由AMC单元构成第二正方形子阵， 且第 一正方形子阵中的EBG单元数和第二正方形子阵 中的AMC单元不小于3 ×3； 将第一正方形子 阵与 第二正方形子阵以斜对角的形式组合， 且相邻的 EBG单元或A MC单元之间无缝紧贴； 将组合完成的 第一正方形子阵与第二正方形子阵加载于天线 之间， 天线与EBG单元或A MC单元之间的间距不大 于0.1λ。 通过本发明可以实现天线去耦与RCS 缩 减协同设计， 通过合理设计两种人工电磁材料单 元结构， 并布局于天线之间， 实现同时提高天线 隔离度、 降低天线RCS的目的。 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 CN 115394379 A 2022.11.25 CN 115394379 A 1.一种基于人工电磁材 料的天线 去耦与RCS缩 减协同设计方法， 其特 征在于， 包括： 由EBG单元构成第一正方形子阵， 由AMC单元构成第二正方形子阵， 且第一正方形子阵 中的EBG单 元数不小于 3×3， 第二正方形子阵中的AM C单元不小于 3×3； 将第一正方形子阵与第二正方形子阵以斜对角的形式组合， 且相邻的EBG单元或AMC单 元之间无 缝紧贴； 将组合完成的第一正方形子阵与第二正方形子阵加载于天线之间， 天线与EBG单元或 AMC单元之间的间距不大于 0.1λ， λ为天线中心工作波长 。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述EBG单元的金属图案由中间的十字结 构和四角的贴片结构组成， 十 字结构和贴片结构均印刷在第二FR4介质板上。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述AMC单元的金属图案为方形贴片单元， 且方形贴片单 元印刷在第三FR4介质板 。 4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法， 其特征在于， 加载于天线之间的组合子 阵 包括4个， 一个斜对角的2个子阵为第一正方形子阵， 另外一个斜对角的2个子阵为第二正方 形子阵。 5.根据权利 要求4所述的方法， 其特征在于， AMC单元与EBG单元的反射相位差绝对值满 足 其中， 和 分别为两种单元的反射相位， 范围为 ‑180°～ 180°。 6.根据权利 要求5所述的方法， 其特征在于， AMC单元的周期尺寸与EBG单元的周期尺寸 相同或成整数倍关系。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115394379 A 2基于人工电磁材料的天线去耦与RCS 缩减协同设计方 法 技术领域 [0001]本发明属于新型人工电磁材料技术领域， 更具体地， 涉及一种基于共面紧凑型EBG 结构、 AMC结构等人工电磁材 料的天线 去耦和RCS缩 减协同设计方法 背景技术 [0002]人工电磁材料是经特殊设计、 用于实现自然界中常规媒质所不具备的超常电磁特 性的人工复合媒质结构， 一般为周期排列形式， 且 单元周期尺寸小于其工作波长， 即通常为 亚波长周期结构 。 通过设计单元排列形式、 金属图案优化以及结合有源器件等方式， 人工电 磁材料得到了越来越广泛的应用， 衍生的结构类型也逐渐增多， 常见 的包括频率选择表面 (Frequency  Selective  Surface， FSS)、 超材料(Metamaterial， MM)、 电磁带隙结构 (Electromagnetic  Band Gap， EBG)、 人工磁导体(Artificial  Magnetic  Conductor， AMC) 等等。 上述人工电磁材料， 在天线领域被广泛应用于提升阻抗匹配特性、 降低天线互耦、 提 升天线增益、 降低天线RCS等。 [0003]EBG结构具有在特定的频段内， 实现电磁波传输的抑制效应， 产生 “带隙”效果， 因 此， 可加载于天线之间， 在干扰路径上抑制电磁波传输， 从而实现天线去耦， 提升天线间隔 离度。 然而， 当前采用EBG去耦的方法， 常常忽略了天线的雷达波隐身性能， 即无法兼顾散射 特性。 另一方面， 通过在天线周围加载超 材料吸波体， 产生谐振吸波效应； 或者利用由AMC组 成的棋盘网格， 产生相位相消效应， 均可降低天线的散射特性， 但目前的天线RCS缩减设计 中， 均尚未考虑到阵列天线中单元之 间的互耦， 缺乏RCS缩减和天线去耦的统筹协同设计方 法。 发明内容 [0004]针对上述天线电磁干扰抑制和散射特性无法兼顾的问题， 本发明提出了一种采用 EBG和AMC两种人工电磁材料 组合的方式， 实现天线去耦与RCS缩减协同设计， 通过合理设计 两种人工电磁材料单元结构， 并布局于天线之间， 实现同时提高天线隔离度、 降低天线RCS 的目的。 [0005]为实现上述目的， 本发明提供了一种基于人工电磁材料的天线去耦与RCS缩减协 同设计方法， 包括： [0006]由EBG单元构成第一正方形子阵， 由AMC单元构成第二正方形子阵， 且第一正方形 子阵中的EBG单 元数不小于 3×3， 第二正方形子阵中的AM C单元不小于 3×3； [0007]将第一正方形子阵与第二正方形子阵以斜对角的形式组合， 且相邻的EBG单元或 AMC单元之间无 缝紧贴； [0008]将组合完成的第一正方形子阵与第二正方形子阵加载于天线之间， 天线与EBG单 元或AMC单元之间的间距不大于 0.1λ， λ为天线中心工作波长 。 [0009]在一些可选的实施方案中， 所述EBG单元的金属图案由中间的十字结构和四角的 贴片结构组成， 十 字结构和贴片结构均印刷在第二FR4介质板上。说　明　书 1/5 页 3 CN 115394379 A 3