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.     

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UC-EBG的微带天线RCS减缩方法

针对微带天线的带内雷达散射截面减缩问题,提出了一种在天线表面加载共面紧凑型电磁带隙结构(UC-EBG),通过散射对消,实现天线雷达散射截面(RCS)减缩的方法。分析了在不同参数下UC-EBG结构同相反射相位带隙随频率的变化情况。仿真和实测结果表明:加载UC-EBG结构后,天线带内RCS得到了很大减缩,最大减缩达到了14dB,同时微带天线回波损耗基本保持不变,天线的增益不仅未受影响而且有所增加。证实了UCEBG可以很好地应用于微带天线的带内隐身。     

一种新型开槽结构减缩微带天线RCS

现有开槽技术减缩微带天线RCS是以牺牲辐射性能为代价,文中提出了一种圆形槽与矩形槽相结合的开槽方式,这种方式可以实现RCS的有效减缩。理论分析和仿真、实测结果表明,该方法设计的微带天线在辐射性能没有变化的同时,在4～8GHz频率范围内单站RCS有了较大幅度的减缩,最大减缩量达到了22dBsm。     

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。     

一种新型频率选择表面及其在天线雷达散射截面减缩中的应用

为了减缩天线的雷达散射截面,该文提出一种新型带阻频率选择表面结构(FSS)。对于入射电磁波,该结构与传统方环结构相比具有窄阻带和宽通带特性。因此该结构能代替天线的传统金属地板从而减缩天线的结构项雷达散射截面(RCS)。仿真与测试结果表明该结构作为天线地板可很大程度的减缩天线的雷达散射截面。     

基于超材料的双频微带天线RCS减缩研究

针对双频微带天线的带内雷达散射截面减缩问题,提出了一种加载型微带天线。通过在贴片周围加载吸波超材料,天线的带内雷达散射截面得到有效减缩。该超材料吸波体仅由两层金属及其中间的有耗介质组成,底面金属不刻蚀,顶面由双环方形贴片组成。仿真结果表明:当天线周围加载吸波材料后,在保持天线辐射性能基本不变的情况下,双频带的雷达散射截面分别获得8.0d B和5.5d B的减缩。     

低雷达散射截面的微带仿生天线

针对微带天线辐射性能提高和雷达散射截面(RCS)减缩这一矛盾,文中将仿生学原理应用到微带天线结构设计中,并提出一种蝴蝶仿生结构的微带天线。该结构在贴片蝶形化的基础上,将蝴蝶在阳光下呈现的深色区域通过开槽方式除去。理论分析和仿真、实测结果表明,该方法设计的微带天线在辐射性能没有变化的同时,在4 GHz～8 GHz频率范围内单站RCS有了较大幅度的减缩,最大减缩量达到了23 dBsm。     

金属介电常数对雷达目标散射截面的影响

金属目标的雷达散射截面除了与目标的大小、形状、入射角等有关外还与目标的电磁特性有关,电磁特性的核心就是金属的相对介电常数随频率的变化。低频情况下介电常数是复数,电磁波在导体表面产生感应电流会产生散射场,同尺寸非金属目标的雷达散射截面要远小于金属目标雷达散射截面;高频情况下,介电常数变为实数,金属不再是导体而是电介质了,可以像绝缘体一样反射和透射电磁波,同尺寸的非金属目标的激光雷达散射截面的数值可以大于金属目标的激光雷达散射截面。     

阻抗条带减缩雷达散射截面的分析与优化设计

阻抗条带的分析对雷达散射截面的减缩有着重要意义,本文利用矩量法对其进行了分析,并在分析的基础上提出利用遗传算法对其分布进行优化设计,以寻找实现雷达散射截面减缩的最佳途径。该工作对实际雷达吸波材料的设计有指导作用。     

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.     

左手微带天线设计及其RCS计算

基于左手传输线结构,设计了左手微带天线单元及其4×4阵列,并对单元天线和阵列天线的辐射特性和散射特性进行了数值仿真计算与实际测量。数值仿真与实测结果表明,相比于矩形微带天线,左手微带天线在不影响辐射性能的情况下,大幅度地降低了天线带外的雷达散射截面(RCS)。左手微带天线克服了现有微带天线RCS缩减技术中的不足和缺陷,是在不损失天线辐射性能的前提下降低RCS的有效选择方案。     

星载平面SAR卫星RCS特性研究

对星载合成孔径雷达(SAR)卫星结构精细估计是空间态势感知的主要内容,阵元间距的估计更是关注的重点。在微带星载SAR间距研究基础上,开展了波导裂缝SAR卫星电磁仿真和间距估计,利用SAR卫星不同倾斜角下的雷达散射截面(RCS)空间不变性,采用球体空间距离实现了倾斜角未知条件下的阵列间距估计。对多颗SAR卫星实测数据分析表明方法可靠可行,研究获得的RCS身份密码有助于提高SAR卫星识别和精细结构估计能力。     

基于超材料完全吸收器的低RCS微带天线

为降低微带天线雷达散射截面(RCS),提出了一种基于超材料完全吸收器的微带天线。通过电磁场仿真软件设计了一种和微带天线工作频带匹配的圆环宽频带超材料吸收器,并将其加载在传统微带天线上制作成基于超材料完全吸收器的微带天线。实验结果表明,保持天线辐射性能不变的情况下,超材料吸收器可以有效减小天线RCS,其中,正面0°方向的RCS值最大缩减达到了-15.8 dB。     

低RCS栅格微带天线研究

研究了栅格微带天线在微带天线RCS减缩中的应用。分析了栅格线宽度、栅格线间距、栅格化方式等参数对天线的谐振频率、增益的影响。设计了一副具有低RCS特性的栅格微带天线,与谐振在同频率的微带贴片天线相比,天线的增益仅降低0. 6dBi,而天线在2~10GHz频带内的平均RCS降低4dBsm。     

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。     

一种地面雷达数据估计星载SAR阵元间距方法

对星载合成孔径雷达(SAR)卫星结构精细估计是空间态势感知的主要内容,阵元间距的估计更是关注的重点。针对星载SAR相控阵体制微带天线阵元间距估计问题,推导了利用雷达RCS数据进行阵元间距估计的公式,仿真了间距对RCS“环状”形状的影响,并通过电磁仿真和实测数据进行验证。开展了平面倾斜和阵列倾斜两种模型的数据比对分析,确定了两种模型对RCS的影响。采用S频段和X频段雷达实测数据,通过姿态转换实现了阵元间距的厘米级估计。数据分析表明,在多航迹下的估计精度误差小于5%,提高了空间态势感知能力。     

一种新型的超宽频天线的设计

提出了一种微带馈电的新型超宽频的天线,该天线印刷在覆铜介质基板上,介质基板尺寸为30.0 mm×35.0 mm×1.6 mm,材料是介电常数为4.4的FR4介质,利用仿真软件HFSS对天线参数进行仿真和优化.通过在微带面上开缝,可实现天线频带宽度(回波损耗S11＜-10 dB)2.6～11.5 GHz,相对带宽达126％.结果表明,该设计天线不仅满足超宽带要求,且结构简单,体积小,适合在超宽带天线(UWB)通信中应用.