本发明涉及天线，具体涉及一种基于液态金属的辐射散射一体化天线单元及阵列。
背景技术：
1、雷达系统中的天线既是一个电磁场辐射体，又是一个强散射源，在降低天线的雷达散射截面(radar cross section,rcs)的同时必须保证自身雷达波的正常发射和接收。传统的天线 rcs 缩减方法，通过修改外形设计或者在表面覆盖吸波材料将电磁能量转化为热能等方案实现，但是改变原本的几何形状可能会造成天线辐射性能的改变，覆盖吸波材料的方法也难免会对天线的辐射电磁能量进行吸收，从而造成降低天线的增益等负面影响。
2、人工电磁超表面技术与可重构技术的发展为解决天线辐射与散射之间的矛盾问题提供了新的技术途径。近年来，低rcs天线设计常通过在天线周围放置频率选择表面、吸收单元和极化转换单元、形成相位梯度等途径来实现，但往往存在天线所占整体面积的比例很小，难以获得更高增益的问题。可重构超表面主要是通过外加器件实现其谐振频率的动态可调，最终对各种电参数进行实时控制。将可重构电磁超表面应用于天线领域，有利于超表面单元辐射和散射调控的一体化设计，可以在宽带范围内实现天线低 rcs特性。
3、基于液态金属的可重构超表面将液态金属的可形变、可运动等特点与超表面的设计相结合，是未来超材料发展的一个热点方向。由于其具有流动性可以实现连续调谐，具有更广的可重构范围；对传统的可重构超表面施加外力，容易出现折断、疲劳、弯曲等机械损伤，而液态金属则具有较强的自我修复特性。因此，利用液态金属的柔性特点与超表面相结合在实现可重构性能上具有更多的优势。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是：
2、为了避免现有技术的不足之处，本发明提供一种基于液态金属的辐射散射一体化天线单元及阵列，用于实现辐射和散射调控的一体化，在宽带范围内实现天线低 rcs特性。
3、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
4、一种基于液态金属的辐射散射一体化天线单元，其特征在于，包括缝隙天线和加载液态金属超表面，所述加载液态金属超表面位于所述缝隙天线上方，两者键合在一起；
5、所述缝隙天线包括馈电微带线、底层介质基板、缝隙贴片；其中，馈电微带线位于底层介质基板的下表面，缝隙贴片位于底层介质基板的上表面；
6、所述加载液态金属超表面包括中间层介质基板、液态金属、上层介质盖板；其中，上层介质盖板和中间层介质基板键合在一起，中间层介质基板上表面刻蚀用于填充液态金属的两种不同的第一微流道和第二微流道，第一微流道和第二微流道同时填充液态金属，实现辐射模式；只填充第一微流道实现散射模式。
7、本发明进一步的技术方案：所述第一微流道由两种大小不同的方环形流道以棋盘方式分布组成，沿x轴方向相互连接。
8、本发明进一步的技术方案：所述第二微流道环绕在第一微流道外圈，沿x轴方向相互连接。
9、本发明进一步的技术方案：所述上层介质盖板上刻蚀多个圆形通孔方便排出第一微流道和第二微流道中的空气。
10、本发明进一步的技术方案：所述缝隙贴片为沙漏形状，两端宽中间窄。
11、本发明进一步的技术方案：所述底层介质基板选用相对介电常数为2.65，正切角损耗为0.0009的f4b板材。
12、本发明进一步的技术方案：所述上层介质盖板选用相对介电常数为2.54，正切角损耗为0.0083的pmma板材。
13、本发明进一步的技术方案：所述中间层介质基板选用相对介电常数为2.54，正切角损耗为0.0083的pmma板材。
14、一种基于液态金属的辐射散射一体化天线阵列，其特征在于，包括多个上述的基于液态金属的辐射散射一体化天线单元，多个天线单元成阵列分布。
15、本发明的有益效果在于：
16、本发明提供的一种基于液态金属的辐射散射一体化天线单元及阵列，利用液态金属的特性制作天线，与传统材料天线相比，可以在宽带范围内实现天线低 rcs特性，并且解决了低rcs天线所占面积小导致增益低的问题。
17、1、利用液态金属的流动性来代替传统的电子器件实现可重构特性，不需增加额外的偏置电路。液态金属具有天线需要的所有电子特性，在室温下呈现液态，因此，在受损变形时，它是流动的不会折断。这种基于液态金属的新型天线不仅能更好地接受信号，反复弯折也不会导致材料“疲劳”，它甚至还具有在外力作用下延展或收缩的本领。
18、2、天线单元的第一微流道由两种大小不同的方环以棋盘方式分布组成。两种方环单元之间具有180°±37°的反射相位差，利用相位相消原理，将两种单元以棋盘方式排布，使散射波向各个方向打散，以实现rcs缩减。
19、3、第一微流道和第二微流道互不相通，辐射模式和散射模式的变换只需要对第二微流道内的液态金属做注入或抽出操作。第二微流道的存在取消了第一微流道对散射波的影响，实现了辐射模式。
20、4、本发明相较于不加载超表面的缝隙天线，在辐射模式下天线增益提高了1.5dbi，同时带宽也有所增加。
21、5、本发明相对于现有技术利用pin二极管实现辐射散射一体化的可重构超表面，散射模式下增益达到6.83dbi，辐射模式下在9.3~13ghz频带内实现5db以上的缩减。本发明不需要加载电子器件就可以实现辐射散射一体化的可重构，并且在实现散射模式下宽频带的5db以上rcs缩减的同时，提高辐射模式的最大增益。
1.一种基于液态金属的辐射散射一体化天线单元，其特征在于，包括缝隙天线和加载液态金属超表面，所述加载液态金属超表面位于所述缝隙天线上方，两者键合在一起；
2.根据权利要求1所述一种基于液态金属的辐射散射一体化天线单元，其特征在于，所述第一微流道（5）由两种大小不同的方环形流道以棋盘方式分布组成，沿x轴方向相互连接。
3.根据权利要求1所述一种基于液态金属的辐射散射一体化天线单元，其特征在于，所述第二微流道（6）环绕在第一微流道（5）外圈，沿x轴方向相互连接。
4.根据权利要求1所述一种基于液态金属的辐射散射一体化天线单元，其特征在于，所述上层介质盖板（8）上刻蚀多个圆形通孔方便排出第一微流道（5）和第二微流道（6）中的空气。
5.根据权利要求1所述一种基于液态金属的辐射散射一体化天线单元，其特征在于，所述缝隙贴片（3）为沙漏形状，两端宽中间窄。
6.根据权利要求1所述一种基于液态金属的辐射散射一体化天线单元，其特征在于，所述底层介质基板（2）选用相对介电常数为2.65，正切角损耗为0.0009的f4b板材。
7.根据权利要求1所述一种基于液态金属的辐射散射一体化天线单元，其特征在于，所述上层介质盖板（8）选用相对介电常数为2.54，正切角损耗为0.0083的pmma板材。
8.根据权利要求1所述一种基于液态金属的辐射散射一体化天线单元，其特征在于，所述中间层介质基板（4）选用相对介电常数为2.54，正切角损耗为0.0083的pmma板材。
9.一种基于液态金属的辐射散射一体化天线阵列，其特征在于，包括多个权利要求1所述的基于液态金属的辐射散射一体化天线单元，多个天线单元成阵列分布。
