利用PSO同时优化阵列天线的辐射和散射特性

类似于辐射方向图乘积定理,推导出直线阵列天线的雷达散射截面(RCS)可分解为单元因子与散射阵因子之积．相比以往仅优化阵列天线辐射特性的工作,可基于此公式运用粒子群优化算法(PSO),通过调整阵元间距来同时优化其辐射和散射特性．仿真结果表明,优化后的辐射方向图峰值副瓣电平降低,单站RCS的栅瓣得到了有效抑制,使其在绝大部分入射角处于低散射状态,从而证明了该方法能同时优化阵列天线的辐射和散射特性．     

结构型吸波材料在阵列天线RCS减缩中的应用

天线雷达散射截面(RCS)减缩时需要保证天线的基本辐射性能,这使得其带内的RCS控制变得十分困难．为此,提出了利用结构型吸波材料实现阵列天线的带内RCS减缩．结构型吸波材料由矩形金属贴片和相邻贴片之间的加载电阻构成,阵列天线为1×4的微带贴片天线阵,并将吸波材料排列在阵列天线单元之间．仿真和实测结果表明,当阵列单元之间加入结构型吸波材料后,阵列天线的辐射性能基本保持不变,阵列天线的带内RCS能获得9dB以上的减缩．     

利用高阻抗表面缩减天线雷达截面的新方法

针对现有雷达截面(RCS)减缩技术会导致天线辐射性能退化,体积、重量和成本增加,减缩性能受安装精度影响而不稳定的缺点,提出了一种缩减天线RCS的新方法．将高阻抗表面(HIS)与天线制作于介质板的同一表面,使HIS的同相反射相位带隙的频率与天线工作频率重合,通过高阻抗表面与天线的散射场的对消来减小天线的雷达散射截面,从而实现对垂直照射的天线工作频带内的同极化威胁雷达波的隐身．实验结果表明: 在天线工作频带内,其RCS得到了5.3dB以上的减缩,同时,带外RCS亦得到了有效的抑制,S₁₁的-10dB并未展宽,天线间的互耦得到了有效抑制．     

利用开槽和短路探针加载减缩微带天线RCS

提出利用开槽和加载短路探针等微带天线小型化技术,降低天线谐振频率,减小天线尺寸,抑制天线结构项散射从而实现天线雷达散射截面(RCS)减缩．在微带天线上应用此方法所得的仿真结果表明,使用该方法后天线工作频带内的RCS可降低4dB左右,而天线的增益下降不到0.4dB,从而保证天线的辐射性能的同时,明显地减小了工作频带内天线的雷达散射截面．     

附加延时线的阵列天线模式项RCS减缩优化

减缩天线雷达散射截面时需要保证天线的基本辐射性能,这使得对其带内的雷达散射截面控制变得十分困难.为此,提出了加载不等长延时线的方法来实现阵列天线模式项雷达散射截面的减缩.由于天线模式项散射实质上是天线接收的入射能量经馈电内部不匹配处反射而从天线再次辐射所致,当给阵列单元与馈电网络之间接入一组延时线后,辐射能量只经过这组...     

介质参数对吸收体电磁散射影响

二维周期渐变微波吸收体由金属基体和涂敷有耗介质构成.有耗介质的厚度、介电常数和磁导率是影响吸收体电磁散射特性的主要因素,因此有必要分析这些参数对吸收体电磁散射特性的影响.根据吸收体的二维周期性结构特点,把分析介质参数对吸收体雷达散射截面(RCS)的影响简化成分析介质参数对涂敷导体二面角RCS的影响.利用矩量法给出涂敷导体二面角的RCS随介质参数变化的计算例子,并结合天线阵列技术算出最佳介质厚度时吸收体的RCS.     

阻抗型FSS在阵列天线RCS减缩中的应用

设计了一种环状阻抗型频率选择表面吸波结构,并对其单元的电磁特性进行了详细分析.在此基础上将该阻抗型频率选择表面吸波结构应用于微带阵列天线雷达散射截面的减缩中.阻抗型频率选择表面结构由周期排列的频率选择表面单元组成,每个单元均由3个阻抗环构成,阵列天线为2×2的微带贴片天线阵,并将阻抗性频率选择表面结构排列在阵列天线单元之间.仿真结果表明,该结构可在6~22GHz频段内表现出良好的吸波特性.将其加载于微带阵列天线时,对天线的辐射特性产生的影响较小,且天线的单站雷达散射截面减缩效果明显,最大减缩量可达27dB,实现了宽带、宽角域的天线雷达散射截面减缩.     

战斗机座舱次强散射源雷达隐身技术研究

座舱是战斗机主要电磁散射源,实现座舱雷达隐身是隐身战斗机研制过程中的关键技术之一。战斗机座舱散射主要包括座舱内腔体散射(强散射源)以及座舱局部结构散射(次强散射源),其中腔体散射目前主要通过透明件镀膜及低RCS外形设计来进行控制,但要达到更高的隐身要求,必须对座舱次强散射源的雷达散射截面进行减缩控制(RCSR)设计。以隐身战斗机的棱边结构和螺栓排列结构(座舱典型次强散射源)为研究目标,分析其散射机理,并结合多层快速多极子方法(MLFMM)及微波暗室RCS试验对主要散射源的散射强度进行了评估。进一步运用外形、材料等雷达隐身技术,提出了锯齿结构设计及吸波结构材料应用等针对座舱结构次强散射源的减缩控制措施。经仿真和试验验证,所提出的减缩控制措施有效解决了座舱结构次强散射源的散射问题,进一步提高了座舱雷达隐身性能。     

一种采用可重构极化旋转表面的天线RCS减缩方法

针对天线的雷达截面减缩问题,提出了一种基于二极管控制的棋盘式分布可重构极化旋转表面,并将其用于准八木天线的雷达截面分时减缩方法．该方法考虑将可重构技术应用于极化旋转表面设计中,将可重构极化旋转表面用于置换准八木天线的金属反射板中,使得极化旋转表面反射板可以在金属特性反射板以及低雷达截面反射板之间相互切换．当二极管导通时,天线处于工作状态,可重构极化旋转表面反射板可当做一般金属板使用,则能够最大程度保留天线的辐射特性;当二极管截断时,天线处于非工作状态,可重构极化旋转表面反射板处于低雷达截面特性,可最大程度降低天线的带内雷达截面．仿真及实测结果表明,在工作状态时,天线的辐射特性几乎未发生变化;在非工作状态时,使用可重构极化旋转表面反射板,天线的单站雷达截面最大减缩量可达25dB以上,减缩角域可达-20°≤θ≤+20°．该方法可在保证准八木天线辐射特性的基础上最大程度地降低天线的雷达截面．     

有限偶极子天线阵的特性研究

天线阵列的特性决定其应用范围，了解天线特性可以有效地利用其优点传输能量．针对偶极子天线阵，分析了阵元互耦影响和频率特性及其散射特性．主要包括在应用实践和开路电压相结合的方法计算阵列单元互耦的影响的情况下，应用矩量法分析了终端负载，散射场和反射系数随着频率变化的特性曲线，最后给出了阵列大小和入射角度的变化对散射方向图的影响．结果表明，对于半波长的偶极子阵列，当阵元问距为半波长时性能达到最佳．     

High-Gain and Low-RCS Patch Antenna Array Based on Slot-EBG Structure

A novel low radar cross-section (RCS) and high gain patch antenna array is proposed. A pair of slots introduced on the mushroom electromagnetic bandgap (EBG) patch realize polarization-dependency and act as parasitic radiation to enhance the antenna gain. A chessboard-like configuration composed of slot-EBG blocks is further equipped on the antenna array for scattering cancellation. Optimizing the layout pattern enables the designing of a high-gain and low-RCS antenna array using the slot-EBGs. Full-wave simulations validate that a front gain enhancement of more than 2.5.dB in the operating frequency band and low-RCS in a broad frequency band for normal incidence are obtained by the proposed antenna array.     

Left-handed metamaterials applied to the RCS reduction of the antenna

This paper presents a left-handed metamaterials (LHM) applied to reduce the RCS of the antenna. The LHM structure is utilized to the antenna by null-refraction assembly, and two simulated examples are provided. Simulated results show that at the working frequency the RCS of the array antenna with RAM can be reduced more than 20dB by this method. And the control of the RCS of the antenna can be obtained by adjusting the size of the LHM structure.     

小规模天线阵列波束指向校准算法研究

基于有源方向图叠加原理和杂草入侵优化算法对小规模天线阵列的波束指向进行了校准。对于小规模阵列,由于天线单元之间的互耦导致阵中每个单元的方向图各不相同,如果使用阵因子理论对其配相,阵列无法扫描到期望的波束指向。为了考虑互耦的的影响,利用有源方向图叠加原理合成整个阵列的方向图;再将杂草入侵优化算法和有源方向图叠加原理进行结合对每个单元的馈电相位进行优化。基于该混合算法,对一个7元平面阵列进行了优化,优化后的相位分布可以使该阵列扫描到期望的波束指向,解决了小规模阵列的波束指向偏差问题。     

一种微带贴片天线RCS减缩新方法

为了减小微带贴片天线的雷达散射截面(RCS),利用电磁带隙结构(UC-EBG)的带阻特性,提出用UC-EBG代替普通金属作为微带贴片天线的地板．当天线工作频带内的电磁波入射时,UC-EBG地板呈现出带阻特性,不影响天线的正常工作;而在该频带以外,UC-EBG地板具有良好的带通特性,对入射电磁波起透射作用,从而可以达到减小天线带外RCS的目的．仿真和测量的结果吻合良好,证明了此方法的有效性．