用于天线RCS减缩的分形微带贴片天线

本文给出一种分形微带天线在天线雷达散射截面(RCS)减缩中应用的示例.分形结构具有独特的空间填充性能,利用该性能可以探索分形天线在天线RCS减缩中的应用.设计出的分形天线与常规天线的辐射性能进行了比较,可以看出分形天线基本保持了原辐射性能.同时比较了两者的散射性能,可以看出分形天线有一定的RCS减缩效果.本文的内容对天线隐身有一定的借鉴作用.     

分形在天线雷达散射截面减缩中的应用

首次提出利用分形独特的填充性能实现天线雷达散射截面(RCS)减缩，同时，分形单元可以减缩单元间的耦合，提高阵列的性能。给出了分形天线与常规天线辐射、散射特性的对比，表明将分形的概念用于天线设计中，不仅可以减小互耦，提高天线阵列的辐射性能，而且也可以减小天线的雷达散射截面，对天线的隐身有一定的借鉴作用。     

Koch分形与H形开槽相结合减缩微带贴片天线RCS

文中首次将Koch分形与H形开槽相结合应用于微带贴片天线RCS减缩中.设计了一副分形开槽微带天线.与工作在同一频率的矩形微带天线进行了比较,天线增益损失只有0.8 dBi,而天线的谐振峰值却得到了有效控制,天线RCS在带内减缩1.8 dBsm,在带外实现2 dBsm-14 dBsm的RCS减缩.设计天线具有较好的辐射特性和散射特性.     

基于相位梯度表面的缝隙阵列天线宽带RCS减缩

提出了一种基于耶路撒冷十字单元的相位梯度表面, 并将该表面加载到缝隙阵列天线表面.通过利用该表面将空间波(propagating wave, PW)转化为表面波(surface wave, SW)及奇异反射特性, 天线可以在很宽的频带内实现显著的雷达散射截面(radar cross section reduction, RCS)减缩.与参考天线相比, 设计天线在TE和TM两种极化波垂直和斜入射状态下均在6~18 GHz频带范围内实现了单站RCS减缩, 并且在9.5 GHz处的最大减缩量达到20 dB.与传统的天线RCS减缩技术相比, 该方法可以在保证天线原本辐射性能的基础上同时实现天线带内和带外的RCS减缩.     

一种有效减缩微带天线RCS的新方法

根据经典理论,对于线极化矩形贴片天线,其主模电场强度在平行于非辐射边的中心线上为零。如果沿此中心线对微带天线加载电阻,对其辐射性能影响不大,然而对散射性能则有很大改善。通过引入一种阻抗加载技术和接地板开槽技术使微带天线的RCS大幅减缩,结合小型化技术,微带天线的RCS得到进一步减缩,而且天线外形尺寸也比原天线有所减小。这样,就同时兼顾了微带天线的辐射性能和散射性能。     

利用接地板开槽减缩微带贴片天线的RCS

接地板开槽可以改变微带天线的辐射特性及阻抗特性,在微带贴片天线的频带展宽中已有所应用。该文给出了微带贴片天线散射特性的矩量法求解过程,并分析了接地板开槽对天线雷达截面(RCS)的影响。与短路针加载相结合,给出了一种接地板开槽形式。结果表明,据此设计的微带贴片天线在较宽频带内实现了RCS的减缩,同时天线的辐射性能保持良好,对天线的隐身有一定的借鉴作用。     

多天线组合孔径散射机理及隐身技术

多天线组合孔径是机载综合天线孔径的一种常见形式,散射机理复杂,隐身设计的难度较大,其散射分析与RCS减缩措施对实际工程应用有较大的意义.对多天线组合孔径的典型散射机理(包括镜面反射、两面角散射、腔体散射及棱边绕射等)作了简要分析,在此基础上提出了相应的隐身(RCS减缩)措施,并通过仿真及试验进行了验证.     

一种减缩微带天线RCS的新型开槽结构

提出了一种能在较宽频带范围内减缩微带贴片天线雷达散射截面(RCS)的新结构。该结构通过对天线贴片开圆形槽和横槽减缩高频段的RCS,结合对接地板开纵槽减缩低频段的RCS,从而实现了整个频带内RCS的有效减缩。理论分析和仿真、实测结果表明,该结构在保证天线辐射性能的同时,对2 GHz～8 GHz频段有较大幅度的RCS减缩,最大减缩值达27.16 dB。     

分形开槽减缩微带天线RCS

分形由于其独特的结构及性能早已在天线的设计中有所应用,但较少地应用于天线雷达散射截面减缩。本文首次将分形思想应用到开槽微带天线中。设计了一副分形开槽微带天线,与常规微带天线相比,在辐射性能降低不多的同时较好地实现了整个频带RCS减缩。     

微带天线RCS及其减缩

分析了影响微带天线RCS的公式，利用公式时微带天线的RCS减缩进行分析．计算了RCS减缩效果和在此情况下天线的辐射性能。结果表明，微带天线RCS与来波增益，天线本身增益和天线辐射效率有关。谐振点RCS的减缩通常伴随着天线增益和辐射效率的下降。     

准八木天线的一种新型隐身技术

设计了一款工作在X波段的准八木天线,针对该天线提出了一种新型的雷达散射截面(RCS)减缩技术,根据天线分别工作在辐射状态和散射状态时金属反射板上电流分布的差异,对金属反射板进行了改进,在全频段内达到最大10.0dB的后向RCS减缩,给出了原天线和改进后2款天线的增益、电压驻波比和RCS的仿真结果,证明了提出的RCS减缩技术的有效性。     

基于机电耦合的有源相控阵天线辐射和散射特性综合优化

针对有源相控阵天线的雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)计算复杂、缩减困难,以及RCS与辐射性能难以兼顾问题,基于阵面结构变形与安装引起的辐射单元位置偏移分析,利用辐射单元相位误差,建立了有源相控阵天线阵列散射因子RCS的机电耦合模型.并基于该耦合模型,应用粒子群优化算法,优化阵面所有辐射单元的安装高度,以实现有源相控阵天线辐射性能和散射性能的全优.仿真结果表明,所建立的耦合模型及综合优化方法能够在保证有源相控阵天线辐射性能的条件下,有效缩减其RCS,具有重要的工程应用价值.     

微带天线RCS的非全时减缩

通过分析微带天线辐射和散射机理之间内在的联系，本文给出了统一的电路模型，利用该模型指出了RCS减缩和天线性能之间的矛盾，最后引出微带天线RCS非全时减缩的概念，并给出了两种简单而有效的方案。     

微带天线散射截面减缩的两种方法及其综合

提出了一种加短路针来减缩微带天线散射横截面（RCS）的新方法,同时介绍了减缩RCS的另一种方法——开槽法以及这两种方法的综合应用。两种方法均不改变天线的谐振频率。文中进行了仿真。仿真分析表明,这两种方法对天线的辐射特性影响都很小,两者适当综合应用可在宽频带上较好地减缩微带天线的RCS。     

基于极化转换超表面的低RCS对称振子天线设计

本文基于极化转换超表面加载技术提出了一种具有宽带雷达散射截面(Radar Cross Section, RCS)减缩特性的对称振子天线。用极化转换超表面代替传统对称振子天线的金属反射板， 在不影响天线辐射性能的前提下，实现了天线的带外 RCS 减缩。以对称振子天线为例进行了仿真研究，当电磁波分别以 x 极化和 y 极化方式垂直入射时，相对于传统对称振子天线，加载极化转换超表面的天线可在 5~18GHz 频段内实现不同程度地单站 RCS 减缩，其中 5dB 以上单站 RCS 减缩带宽分别为 6.3~14.5GHz 和 5.9~14GHz。仿真结果表明加载极化转换超表面的天线在保证辐射性能基本不变的情况下，可以实现良好的带外 RCS 减缩性能。     

环形金属在微带天线雷达散射截面减缩的应用

提出了一种利用环形金属结构实现低雷达散射截面(Radar Cross Section, RCS)的微带贴片天线.该结构由几个金属同心环排布而成.对典型的微带天线, 通过在辐射贴片周围加载该环形结构, 天线可以实现明显的宽带RCS减缩效果.实验结果表明:与参考天线相比, 对于X极化垂直入射波以及Y极化垂直入射波在6~25 GHz范围内都有减缩效果, 天线在12.8 GHz时可以达到30 dB的减缩量, 同时天线的辐射特性得到保持.     

高温超导天线在天线RCS减缩中的应用

高温超导(HTS)体由于具有较低的表面电阻,在天线应用中,它可以提高天线的效率.天线作为特殊的散射体,会将部分接收的入射场再辐射出去,而超导天线散射场的强度可以通过控制温度来进行控制,并且高温超导微带天线可以实现天线小型化,这就可以实现减缩天线雷达散射截面(RCS)的目的.对高温超导线天线和微带贴片天线的分析结果证明了结论的可行性.这是超导体除了增加天线效率以外的在天线设计方面的另一个应用.     

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。     

2比特激励编码超构表面的辐射与散射调控

超构表面(metasurface, MS)是当前电磁领域研究的热点和前沿,它能够有效调控电磁波. 2比特数字编码MS由于不同形态单元个数的增加,增强了散射和辐射控制的灵活性,为更好的隐身效果、更宽的带宽以及多功能的实现提供了可能. 文中将分形磁电偶极子天线结构和极化控制MS单元有机融合,先构建出激励MS单元,再通过结构变换和数字编码,提出了2比特可激励编码MS,并设计了拓扑结构. 仿真和实验验证了辐射与散射调控的多功能特征. 设计的2比特激励编码MS在天线雷达散射截面(radar cross section, RCS)减缩和未来无线通信系统领域具有潜在的应用价值.     

基于CSRR结构的低RCS 微带天线设计*

基于互补开口谐振环奇异的折射率特性,研制了一种可用于雷达低可见平台的新型微带天线.采用等效分析方法对CSRR结构的等效媒质参数加以研究,并将其应用于普通微带天线非辐射边一侧的接地板上,在保证天线辐射特性基本不变的同时使散射波远离镜像方向,从而实现在空域中的带外雷达散射截面积减缩.仿真和测试结果表明,加载CSRR结构的微带天线仍为线极化,前向增益仅损失0.32dB,对于不同角度入射波镜像方向RCS均有减缩,其中法线方向RCS最大减缩量达到7.8dB.该设计具有低成本、设计简单、便于加工、利于共形等优点,为天线RCS减缩提供了新思路.