采用间距优化的阵列天线RCS减缩方法研究

将阵列综合思想用于阵列天线雷达散射截面(RCS)的减缩,通过调整非均匀阵列的阵元间距来优化阵列天线的辐射性能与低散射特性．以差分进化(DE)算法作为优化工具,并通过矩量法(MoM)来实现候选解的辐射、散射计算．优化时采用了辐射、散射兼顾的目标函数,给出了具有低副瓣、低散射特性的天线阵列．最后,给出的对称振子阵列和领结阵列的优化实例表明,采用上述方法可使阵列获得5dB以上的RCS减缩．     

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．     

机载通信天线辐射特性分析

采用一致性几何绕射理论分析了某型航空飞行器机体对其上安装的通讯线天线辐射方向图的影响,给出了航空飞行器散射模型建立的原则和方法,对安装在飞机表面的通信线天线阴影区散射场计算公式进行了详细的分析推导,设计了机载通信线天线辐射方向图计算软件,可快速准确计算机载天线辐射方向图．以通信常用单极子天线为例,计算了机体表面不同安装位置线天线受载机影响辐射方向图,该结果对机载天线安装位置优化有指导意义．     

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．     

一种平面微带阵列天线的仿真与分析

为了获得可应用于工程的具备理想特性的天线,在Ku波段设计了一种平面结构的微带阵列天线.在设计微带天线的辐射贴片结构基础上完成了馈电网络和八元阵列天线的设计,通过CST仿真软件构建阵列天线模型,并优化天线的尺寸参数,得到天线的S参数、驻波特性和增益方向图等特性.仿真结果表明,该微带阵列天线具有高增益和低副瓣特性,且方向性...     

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．     

共形天线阵列方向图分析与综合

在存在单元互耦的情况下,提出了锥台共形天线阵方向图的分析与综合方法．采用渐变缝隙天线作为阵列单元,先算出天线单元的阵中耦合方向图,然后以叠加原理为基础分析计算天线阵列的主极化和交叉极化方向图．采用Ansoft HFSS仿真软件对该锥台共形天线阵进行了仿真分析,结果表明,所提出的分析方法准确可靠,为锥台共形天线阵特性优化设计提供了方法支持．同时,采用雁群优化算法,对0°方位面内的阵列主极化扫描方向图及交叉极化方向图进行了优化综合．     

机载脊喇叭天线辐射特性分析

基于一致性几何绕射理论分析飞机机体结构对安装在机背上的双脊喇叭天线辐射特性的影响,分析了机载双脊喇叭天线各辐射场分量的计算方法,计算了天线经简化机体散射后的方向图。仿真实验结果表明,机体对天线辐射特性的影响主要在机身表面的反射、结构边缘的绕射,而表面爬行波对天线方向图主瓣的影响非常小,其影响主要在后瓣。计算结果可为天线安装后辐射性能预测和最优化配置提供理论依据。     

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.     

共形异向介质覆层在单极子天线上的应用

当点源置于竖直放置的圆柱形低折射率介质( n＜1) 中时,其射线在竖直面会产生会聚特性而在水平面仍保持全向特性．据此原理,提出由金属柱阵列构成的圆柱共形异向介质覆层,并应用于单极子天线．利用矩量法对覆层的传输特性进行分析,并对基于此种覆层结构的单极子天线进行了实验验证．测试结果表明,该覆层在对单极子E面方向图进行会聚的同时保持H面方向图的全向特性,可使单极子的增益由5.0dB提高到7.8dB．     

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.     

大型阵列天线阻抗矩阵和散射矩阵的求解及应用

通过公式推导,给出阵列天线阻抗矩阵和散射矩阵与辐射场之间关系的解析表达式,进而提出一种运用仿真软件HFSS来求解阻抗矩阵和散射矩阵的方法．运用小型阵列的阻抗矩阵来等效大型阵列的阻抗矩阵,将其代入推导所得表达式,实现了大型阵列辐射场的精确计算．基于此辐射场的计算方法,运用遗传算法通过优化各单元的馈电幅度和相位来进行大型阵列方向图的精确综合．以16元微带贴片直线阵列天线为例来对该综合方法的有效性进行评估．实验结果表明,优化后,在精确实现-25°~25°范围内主波束扫描的同时,最大副瓣电平都控制在-18.24dB以下; 与均匀阵相比,其半功率波瓣宽度均未展宽,增益损失小于0.85dB; 计算结果与HFSS仿真结果基本一致．     

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...     

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。     

有耗矩形微带贴片雷达截面的全波分析

利用全波分析方法对有耗矩形微带贴片的辐射特性进行了研究，建立了同时考虑介质和贴片损耗的电场积分方程，并推导了此时雷达截面与辐射效率的关系式，结果表明通过改变表面电阻能够有效地降低微带贴片天线的雷达截面。     

幅度锥化低旁瓣和差波束方向图合成新方法

为了解决传统低旁瓣和、差波束方向图合成方法中存在的搜索次数多、计算量大、鲁棒性差的缺点,提出了一种低旁瓣和、差波束方向图合成的新方法.该方法在锥化加权情况下,利用阵列因子与阵元激励之间存在的傅里叶变换对关系,根据给定的阵列因子应用循环迭代方式获取阵元激励系数,最终使其达到初始旁瓣要求.应用该方法还可以有效解决阵元缺损情况下,均匀线列阵的低旁瓣和、差波束方向图合成问题.仿真验证了该方法的有效性.阵元未缺损情况下,和、差波束方向图的合成效率分别为99.64%和98.77%,阵元缺损情况下,和、差波束方向图的合成效率分别为90.03%和79.67%.