舰载反射面雷达天线RCS缩减技术

基于反射面雷达天线对电磁波的散射机理，主要从抑制天线的结构散射项和模式散射项出发，评述了舰载反射面雷达天线ＲＣＳ缩减技术。     

天线模式项散射分析与天线RCS减缩

天线的散射场是由结构散射场和模式散射场两项组成。理论分析和实验结果表明，后者对天线的雷达散射截面（ＲＣＳ）的贡献比前者要大得多，有效地克服模式散射场将会明显地降低天线的ＲＣＳ。本文提出了一种以克服面天线模式用射场达到降低天线雷达截面的模式项消去法减缩天线ＲＣＳ技术，并在几种天线模型上进行了实验。实验结果证明，这种技术减缩天线ＲＣＳ的效果，不管在天线工作频带内还是频带外均可达到１０￣１５ｄＢ。模式项     

相控阵天线模式项散射特性研究

相控阵天线是隐身武器平台的重要散射源。该文通过相控阵天线散射模型对其模式项宽带散射特性进行仿真计算,并采用旋转目标散射中心成像方法对天线RCS仿真数据进行微波成像,研究了相控阵天线模式项散射的基本规律,并得到其散射中心分布图。仿真结果表明,相控阵天线斜置和天线端口阻抗匹配可大大减小威胁区域内模式项散射。研究结果对相控阵天线模式项RCS缩减工作具有良好的指导意义。     

阵列天线RCS分析及减缩

阵列天线的散射场由结构项散射场和模式项散射场2部分组成,在低RCS阵面设计过程中,两者互为主导,相互制约,必须同时有效克服。文中给出了一些天线结构散射场和模式散射场的减缩方法,仿真结果表明它们能够有效降低天线阵面的雷达散射截面,达到天线隐身的目的,具有较好的工程实用性。     

天线模式项散射分析与天线RCS减缩

天线的散射场是由结构散射场和模式散射场两项组成。理论分析和实验结果表明,后者对天线的雷达散射截面(RCS)的贡献比前者要大得多,有效地克服模式散射场将会明显地降低天线的RCS。本文提出了一种以克服面天线模式散射场达到降低天线雷达截面的模式项消去法减缩天线RCS技术,并在几种天线模型上进行了实验。实验结果证明,这种技术减缩天线RCS的效果,不管在天线工作频带内还是频带外均可达到10～15dB。模式项消去法减缩技术是一种降低面天线RCS的新途径,比其它减缩技术频带更宽,具有较好的工程适用性。     

天线远场散射特性计算模型的分析研究

研究了天线散射特性的仿真计算问题,重点对天线所特有的模式项雷达散射截面积(RCS)进行了分析与计算。首先从天线的散射机理出发,给出了天线散射分析的流程,分析比较了三类典型的天线散射分析方法,并以微带天线为例,采用三类典型的天线散射分析方法,分别得到了天线结构散射截面积和天线模式散射截面积,证明了三类散射分析方法的一致性和正确性。仿真结果为进一步分析研究天线目标的宽带散射特性及对天线的检测和识别问题奠定了基础。     

一种贴片阵列天线散射减缩的新技术

引入贴片天线单元渐变开槽的方式来设计低散射阵列天线.通过对不同的单元开不同尺寸的槽,在等幅度馈电的情况下实现远区辐射场的低副瓣特性.对开槽贴片单元进行散射减缩预估,然后将该方法应用于1×9渐变开槽贴片阵列的设计中,与传统阵列天线的单元形式完全一样,采用不等幅馈电实现泰勒远区辐射场相比,该方法不仅实现了远区辐射场的低副瓣,而且实现了天线模式项散射场的低副瓣,同时又兼顾了结构模式项散射场的散射减缩,从而有效地实现了阵列天线的低散射特性.测量结果与原始阵列进行比较,证明了该方法的有效性.     

平面隙缝阵列天线的宽带电磁散射特性分析

 针对主动雷达导引头对防空导弹武器系统制导雷达站检测与识别的需求,研究了平面隙缝阵列天线的宽带电磁散射特性.将天线的电磁散射机理与目标高频散射中心理论相结合,建立了天线的电磁散射模型,分别采用矩量法和物理光学法计算天线的模式项散射场和结构项散射场,并从理论上证明了天线散射中心的客观存在,分析了隙缝阵列天线的散射中心分布特征.最后对不同视角下天线的高分辨距离像进行了仿真,为进一步理解天线的电磁散射机理、分析其宽带电磁散射特性、以及采用高分辨率成像技术对雷达站进行检测与识别奠定了基础.     

准八木型相控阵天线模式项散射特性研究

采用工程预估方法对大规模相控阵天线模式项散射特性进行分析,考虑了均匀矩形阵列相控阵天线在不同波束扫描角度下的散射特性.实测相控阵为40×50准八木型均匀矩形阵列天线,工作在X波段,中心频率为10 GHz,峰值增益为37.421 33 dBi,运用HFSS阵列综合预估技术给出了数学近似公式和近似综合2种近似方法计算天线模式项雷达散射截面.仿真结果表明相对于传统预估技术,近似方法计算精度虽有所下降,但效率很高,大大提高了对天线阵列散射预估的速度.     

低RCS雷达天线技术的研究和应用

设计和使用具有低ＲＣＳ性能的雷达天线是一项涉及到多项研究领域的课题，一直为国内外所关注。随着对天线散射机理的深入分析，一些创意较新的天线ＲＣＳ减缩技术被提出，如本文介绍的以抑制天线模式项散射为主的选频副反射面和馈源滤波罩等技术，这些技术不但具有较好的低ＲＣＳ性能而且具有较好的适用性，频率选择表面（ＦＳＳ）技术已被广泛地用于卫星多频段通讯，而在低ＲＣＳ雷达天线技术方面同样也具有极其重要的应用价值，ＦＳＳ方面的研究成果有效地改善了使用ＦＳＳ的低ＲＣＳ天线的性能，而低ＲＣＳ天线技术发展的需要又反过来对ＦＳＳ提出了更高的要求，本文对国内外在ＦＳＳ研究方面的成果和发展趋势也作了分析和介绍。     

等离子体前馈抛物面隐身天线的一体化设计

研究了等离子体前馈抛物面隐身天线一体化设计的关键性问题。根据单反射面天线的经典理论公式设计了金属前馈抛物面天线和等离子体前馈抛物面天线,并利用CST仿真软件计算了它们的辐射特性,分析了影响等离子体前馈抛物面天线辐射和散射性能的关键参数。仿真表明等离子体抛物面隐身天线具有和金属抛物面天线一样的辐射性能,同时由于等离子体产生和消失的可控性,不工作时就只有介质外壳,具有极低的RCS,其在带内和带外的单站RCS缩减程度和带宽均大于以往相关文献的设计。通过对等离子体反射前馈抛物面天线的研究,为今后进一步实验研究和开发等离子隐身天线奠定了理论基础。     

阻抗加载对微带天线辐射和散射的影响

计算了阻抗加载对微带天线RCS的影响，以及加载不同阻抗时天线的辐射性能。结果表明，阻抗加载主要降低天线带内RCS。适当的阻抗加载能有效降低天线RCS，同时还能保证天线的辐射性能。     

缝隙加载方法减缩微带天线RCS

分析缝隙加载方法减缩微带天线雷达散射截面(RCS)的基本原理和规律.分别介绍四种不同加载形式,综合利用其中两种形式对微带天线RCS进行减缩.在天线增益只下降0.2dB,其它工作性能基本保持的情况下,微带天线RCS在很宽的频带内得到较大幅度的减缩.     

Radar cross section of symmetric parabolic reflectors withcavity-backed dipole feeds

The monostatic radar cross section (RCS) of a symmetric parabolic reflector antenna with a cavity-backed dipole feed is computed using the method of moments. At frequencies below the operating frequency band of the antenna the dipole contribution is not significant; in the operating band the dipole terminal load condition only affects the RCS near boresight. The f/D ratio of the antenna is shown to have a significant effect on the RCS. By adjusting the focal length, the cavity and paraboloid scattering contributions can be made to partially cancel, yielding a reduction in RCS near boresight     

采用FDTD法研究微带天线雷达散射截面的减缩

采用时域有限差分法(FDTD)方法以及新的含有内阻的磁流环激励同轴馈电模型研究了微带天线的辐射及散射特性,分析了集总负载加载和贴片表面开槽对微带天线雷达散射截面(RCS)的影响,研究了微带天线RCS减缩前后的回波损耗、增益及方向性的变化.研究表明,集总负载加载能降低谐振频率点的RCS,开槽方法能在天线辐射性能改变不大的情况下对微带天线的RCS具有较好的减缩作用.     

A planar Van Atta array reflector with retrodirectivity in bothE-plane and H-plane

A planar antenna array reflector with retrodirectivity in both the E-plane and the H-plane is analyzed and demonstrated at X band. The reflector consists of six pairs of slot-coupled patch antennas arranged using the Van Atta approach. The total reflected field from the reflector is separated into three primary components; that is, the reradiation field from the patch antennas (RFPA), the scattering field from the patch antennas (SPPA), and the scattering field from the ground plane (SFGP). The first two components are calculated by using the method of moments together with a mixed potential integral equation and the last one is by the physical optics (PO) method combined with the method of equivalent currents (MEC). By tuning the microstrip-line lengths, the total reflected field contributed by the three components is designed to possess a broad-beamed pattern in both the E-plane and the H-plane. The measured patterns show good agreement with the designed ones     

低RCS相控阵天线设计

雷达天线是飞机的强散射源之一,对飞机整机RCS的贡献是显而易见的。雷达天线是特殊的散射体,其散射机理比普通散射体更为复杂。相控阵天线在低散射特性方面具有先天优势,对相控阵天线的结构项散射、模式项散射、RCS栅瓣3大强散射源进行了研究,分别对其散射机理进行了分析,并提出了相应的缩减方法,为低RCS相控阵天线的设计提供了依据。采用低RCS综合设计的相控阵天线其散射可以降低10 dB～20 dB,获得很低的RCS散射特性。     

大型桁架面天线的机电耦合优化设计

该文针对桁架面天线结构优化设计中的机电分离问题,将天线表面的微小变形表示为口径场的相位变化,得到包含结构因素的天线远场耦合计算公式,通过实验验证了该耦合公式的有效性和正确性。利用该公式将电性能指标引入传统的天线结构优化中,建立了以天线重量或电性能为优化目标,以结构强度和多种电性能变化量为约束的机电耦合优化模型,可以在天线结构设计过程中直接考察天线的主要电性能(包括增益、副瓣、波瓣宽度、指向精度等),同时避免了单一使用天线面精度的预估电性能的不足。通过某8 m天线的仿真结果表明了该耦合优化模型的优点。