基于圓柱載體的共形偶極子天線陣性能研究.pdf

1、在電子戰(zhàn)與信息戰(zhàn)飛速發(fā)展的今天，各種先進的飛行器和交通工具所攜帶的天線除了要求具有優(yōu)異的性能之外，更要求天線單元能安裝嵌入載體表面，使陣列天線的表面與這些載體表面吻合，共形天線就是在這種情況下定義的。不僅傳統(tǒng)的軍事工業(yè)對高性能的共形天線有著強烈的需求，而且隨著移動通訊的飛速發(fā)展，共形天線作為基站天線或便攜式天線，都有著良好的應用前景。因此，分析研究共形天線的特性具有極其重要的國防意義和工程價值。 本文首先研究了一種應用RWG基函

2、數和偶極矩聯(lián)合分析平面天線陣特性的方法。該方法利用在偶極子天線模型中，每個RWG基邊緣元素上的電流分布都可以由一個無窮小的偶極子天線產生的電流代替，每個小天線具有相同的偶極矩的原理，通過對所有偶極矩產生的電場求和得到陣列的電場。該方法將電場積分方程轉化為電場求和運算，因此很大程度上縮減了計算時間，提高了計算效率。 其次，針對電大尺寸共形天線的分析方法收斂速度慢、數值計算不準確的問題，提出了一種依據圓柱載體模型、改進積分路徑的Wa

3、tson變換簡化電場公式的方法。該方法根據圓柱載體的特殊結構，利用Watson變換將電場積分路徑進行改造，改造后的積分路徑縮減了求解電場過程，從而提高了積分計算效率。仿真結果證明，其計算結果與直接積分所得的結果比較，該方法在不影響精度的前提下大大減少了計算的復雜性，縮短了計算時間，可以方便有效地處理復雜結構，具有較強的適用性。再次，針對現有共形天線理論研究多忽略互耦和沒有進行互耦補償的問題，分別提出了計算互耦和補償互耦的方法：在計算互耦

4、方法中，提出了一種應用偶極矩的性質修正混合算法計算廣義阻抗矩陣的方法，該方法利用偶極矩連接RWG基相鄰區(qū)域信息的特點，修正混合方法沒有考慮不同區(qū)域互耦影響的不足；在互耦補償方法中提出了一種利用接收電壓信號進行補償期望信號，從而得到補償矩陣的方法，該方法以偶極子天線電流分布相對穩(wěn)定為前提，將電流分布進行歸一化提取，得到互耦影響下的實測電壓值，將實測電壓值與期望信號電壓值進行比較推導出互耦補償矩陣。因此在互耦特性的考慮上，本文采取雙保險，先

5、是計算廣義阻抗矩陣方法中計入各“小單元”之間的“互耦”，而后再對廣義阻抗矩陣進行補償。仿真試驗表明，互耦補償效果在很大程度上降低了輻射方向圖和RCS的旁瓣效應。 最后，針對共形天線散射特性的建模精度和RCS減縮的問題，本文分別提出了新的共形天線建模方法和RCS減縮技術：在共形天線散射特性的建模方面提出了一種應用非均勻有理B樣條理論(NURBS)+MOM混合技術對共形天線進行建模方法，該方法將柱體共形天線分為圓柱載體和天線兩個區(qū)域