天線、頻率選擇表面及導電板的雷達散射截面分析與控制.pdf

1、在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭中，雷達作為一種主要探測設備已得到了廣泛應用。因此，軍事系統(tǒng)與平臺針對于雷達的隱身性能是衡量其戰(zhàn)場生存能力的一項重要指標。我方軍事目標的合適雷達隱身設計，可使我方軍事目標對敵方雷達探測實現(xiàn)有效回避，延遲我方軍事目標被敵方雷達發(fā)現(xiàn)的時間，迫使敵方雷達防御系統(tǒng)降低其戰(zhàn)斗效能，由此可提升我方軍事目標的戰(zhàn)場生存能力。
　　雷達隱身設計或雷達低可探測性設計目前主要通過雷達散射截面減縮來完成。根據(jù)已公開的報道，作為發(fā)展相對較成熟與

2、應用相對較廣泛的兩種雷達隱身設計技術(shù)措施，外形隱身與雷達波吸收材料已能合適地減縮軍事平臺的雷達散射截面。而對于現(xiàn)代雷達隱身軍事平臺，其上的一些關鍵部件、子系統(tǒng)已被理論或?qū)嵺`地證明為主要散射源，如包含天線與天線罩的天線系統(tǒng)。這些主要散射源常產(chǎn)生較強的雷達散射，從而趨向于對軍事平臺的整體雷達隱身性能產(chǎn)生影響。同時，為了確保這些關鍵部件、子系統(tǒng)自身的良好工作性能，適用于普通散射體的傳統(tǒng)隱身技術(shù)措施可能得不到簡單直接的應用。
　　為了奠定

3、平臺整體雷達隱身性能改善的基礎，對產(chǎn)生強雷達散射的關鍵部件、子系統(tǒng)進行雷達散射截面減縮設計，研究并探索合適的雷達散射截面減縮新措施，是具有實際意義的一項工作。另一方面，針對當前被廣泛使用的戰(zhàn)場電磁探測，雷達誘偏也逐漸顯現(xiàn)出其對提高我方有效軍事系統(tǒng)與平臺戰(zhàn)場生存能力的重要性。因此，對特定目標進行雷達散射截面增強設計，同樣是具有實際意義的一項工作。本文主要研究了天線、頻率選擇表面及導電板的雷達散射截面減縮，以及導電板的雷達散射截面增強，簡述

4、如下：
　　第一章介紹了雷達散射截面控制的研究背景與一些研究意義；介紹了天線、頻率選擇表面及導電板雷達散射截面減縮的研究現(xiàn)狀，以及雷達散射截面增強的研究現(xiàn)狀；并概述了本文的主要研究內(nèi)容。
　　第二章以多端口天線或陣列天線的等效網(wǎng)絡為基礎，介紹了天線的極化總散射矩陣，并細節(jié)地介紹了單端口與雙端口天線的極化總散射矩陣。
　　第三章提出了一種基于 PIN衰減器二極管加載電路的微帶貼片天線單元與陣列雷達散射截面減縮新措施，獲得

5、了天線在低雷達散射截面狀態(tài)與最佳輻射狀態(tài)之間的一種可電控轉(zhuǎn)換設計；構(gòu)造了一種包含條帶型頻率選擇表面單元的復合接地板，并將其用于一副微帶貼片天線的雷達散射截面減縮設計，在較大的空間區(qū)域內(nèi)獲得了減縮效果；以介質(zhì)諧振器天線為例，介紹了可用于天線模與結(jié)構(gòu)模散射項相互抵消的特殊端接阻抗，從而獲得天線的雷達散射截面減縮；提出了具有低雷達散射截面特性的新型平面雙層四臂螺旋天線設計以及電阻加載的平面雙臂阿基米德螺旋天線設計。
　　第四章以等效電路

6、模型為基礎，對傳統(tǒng)二維帶通響應頻率選擇表面通帶以外低、高頻端的強反射進行了降低設計，以吸收方式獲得了較寬的低反射頻帶。同時，在吸收頻帶內(nèi)合適地保持了一個具有較小插入損耗的傳輸窗口。傳輸通帶兩端強反射的降低有助于減縮強雷達散射截面，從而改善軍事平臺的雷達隱身性能。
　　第五章以等效電路模型為基礎，對單層電路模擬雷達波吸收材料進行了仔細研究，首次以雙方環(huán)為單元結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了單層電路模擬雷達波吸收材料工作頻帶內(nèi)三個諧振的觀察與設計，從而針對

7、單層電路模擬雷達波吸收材料實現(xiàn)了優(yōu)良的帶寬與厚度綜合性能。在此基礎上，借助高阻抗表面的同相反射特性，提出了一種工作頻帶內(nèi)具有四個諧振的設計，以獲得進一步的吸收帶寬擴展。寬吸收頻帶意味著導電板的寬帶雷達散射截面減縮。此外，設計了寬帶平行板波導結(jié)構(gòu)用于測試小規(guī)模一維樣品在寬頻帶范圍內(nèi)的反射系數(shù)。
　　第六章介紹了導電板的雷達散射截面特征，以空基、移動軍事平臺為應用背景，提出了一種新穎的基于準超方向性再輻射概念的側(cè)向雷達散射截面增強設計