天線散射機(jī)理分析與RCS控制技術(shù)研究.pdf

1、隱身技術(shù)在當(dāng)今復(fù)雜電磁環(huán)境下的戰(zhàn)爭(zhēng)中占有重要的地位，尤其是隱身平臺(tái)等的隱身性能直接決定了其在戰(zhàn)場(chǎng)上的生存和突防能力。電子設(shè)備是現(xiàn)代作戰(zhàn)平臺(tái)的重要組成部分，而其中天線的散射特性更是制約整個(gè)系統(tǒng)電磁隱身性能的瓶頸因素。天線的RCS控制涉及電磁計(jì)算、電磁材料、加工工藝、電磁測(cè)量等多個(gè)領(lǐng)域，研制具有良好輻射和散射特性的天線具有重要的意義。本文重點(diǎn)研究了天線的散射機(jī)理及RCS控制技術(shù)，所取得的成果可概括為：
　　 1.研究了天線散射的基本

2、理論，結(jié)合發(fā)射天線和接收天線給出了散射目標(biāo)天線的時(shí)域和頻域散射機(jī)理，從時(shí)域和頻域兩種角度分離了天線的結(jié)構(gòu)模式項(xiàng)散射場(chǎng)和天線模式項(xiàng)散射場(chǎng)。對(duì)陣列天線的散射特性進(jìn)行了分析，分析過(guò)程中包含了陣元間的耦合，簡(jiǎn)化了陣列天線散射的分析與設(shè)計(jì)。
　　 2.以超寬帶平面單極子天線為例，研究了超寬帶天線的散射機(jī)理，提出了三種減縮平面單極子超寬帶天線RCS的方法，分別是減小覆蓋面積、半超寬帶天線設(shè)計(jì)以及交叉學(xué)科設(shè)計(jì)。利用上述方法設(shè)計(jì)了三組天線樣機(jī)，

3、天線輻射和散射特性的測(cè)試與仿真結(jié)果表明，以上三種方法設(shè)計(jì)出的天線除滿足良好的超寬帶輻射特性外，更具有低RCS特性。
　　 3.將仿生學(xué)的概念引入到天線工程設(shè)計(jì)，尤其是低RCS天線的設(shè)計(jì)。通過(guò)昆蟲(chóng)觸角、向日葵等模型共設(shè)計(jì)了五款仿生天線，設(shè)計(jì)的仿生天線在指定的條件下均具有優(yōu)異的表現(xiàn)。其中昆蟲(chóng)觸角天線、扇形天線、向日葵天線的設(shè)計(jì)證實(shí)了仿生概念在天線RCS減縮技術(shù)中的應(yīng)用，章魚(yú)形和水波紋形天線的設(shè)計(jì)證實(shí)了仿生概念在其它天線設(shè)計(jì)技術(shù)中的應(yīng)

4、用。
　　 4.根據(jù)仿生學(xué)的概念，仿照植物互生葉片的排序方式設(shè)計(jì)了仿生頻率選擇表面，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了仿生學(xué)在頻率選擇表面設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值。將該頻率選擇表面應(yīng)用于天線反射板的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)了低RCS陣列天線，仿真和測(cè)試結(jié)果表明設(shè)計(jì)天線具有與金屬反射板天線類似的輻射特性，同時(shí)亦具有較低的RCS。
　　 5.研究了矩形腔體的散射機(jī)理和RCS減縮技術(shù)。通過(guò)鋸齒化處理、內(nèi)壁傾斜和棱邊倒角處理等方法降低了矩形腔體整體的RCS。將微帶天線

5、加載到設(shè)計(jì)的低RCS腔體中，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)天線和參考天線的仿真對(duì)比，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)天線的輻射和散射特性，說(shuō)明了該腔體在低RCS天線設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值。
　　 6.研究了陣列天線單元間耦合與天線散射的關(guān)系，利用S參數(shù)網(wǎng)絡(luò)法降低了二元陣列天線單元間的耦合，設(shè)計(jì)了低耦合二元陣列天線，并對(duì)設(shè)計(jì)天線和參考天線的輻射散射特性進(jìn)行了仿真和測(cè)試。
　　 7.研究了雙圓曲面圓柱形腔體和小型圓極化微帶天線的散射特性，設(shè)計(jì)了低RCS圓極化微帶陣列天線，