频选膜拼接工艺误差对复材天线罩电性能的影响

加载频率选择表面(FSS)薄膜的复合材料天线罩在实际制作过程中,需将若干FSS薄膜结构进行拼接以构成一个整体,FSS膜的拼接工艺误差则对天线罩的电性能产生实质性的影响。文中设计了一款X波段的A夹层平板复合材料天线罩,并建立了由拼接工艺误差带来的FSS膜搭接和FSS膜缝隙的电磁仿真模型,研究了不同拼接工艺对复合材料天线罩的透波率、电磁波传输特性的影响以及对天线辐射特性的影响。研究结果表明：天线罩中的FSS薄膜结构的拼接错位对电磁波传输影响明显,会明显降低天线主瓣增益和天线罩透波率;当入射电磁波的极化方向与FSS薄膜结构的搭接缝方向相同时,FSS膜结构对天线罩透波率影响较大,当极化方向与FSS薄膜结构的搭接缝方向垂直时,则其对天线罩透波率影响较小;两块FSS膜结构边缘搭接的相对位置和搭接距离对天线方向图有明显影响;两块FSS薄膜结构边缘无搭接且存在缝隙则对天线罩透波率影响较小。该研究对复合材料天线罩的制造工艺具有工程指导意义。     

机载天线罩气动结构电磁多学科协同设计

为了给天线设备提供必要的保护,同时尽可能降低对天线阵列的方向图、增益的影响,对天线罩进行了基于气动、结构强度、电磁透波性能的多学科协同设计。气动外形方面通过对外形的曲面优化减阻设计了阻力较小的流线纺锤外形。在满足飞行器结构强度以及透波性能要求的基础上,天线罩采用A夹层结构,内外各0.5 mm石英纤维/环氧树脂蒙皮,中间采用5 mm芳纶纸蜂窝。通过气动载荷输入条件验证了结构变形为8 mm,有效入射角度范围透波率≥80%,结构强度刚度以及透波性能均符合设计要求。     

宽带隐身天线罩设计

实现通信、侦察、电子对抗功能的天线是飞行器的主要散射来源之一,其隐身性能直接影响飞行器的生存能力。对天线进行保护的天线罩的隐身设计是实现天线良好隐身性能难以避开的难题。为此,设计了一种宽带隐身天线罩。通过采用A夹层结构实现天线罩的宽带透波特性,并进一步通过对天线罩透波区域外形设计实现了天线罩的宽带隐身特性,其雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)在X、Ku频段接近-40 dBsm。该宽带隐身天线罩可用于隐身平台上天线散射特性控制。     

基于GA算法的宽带天线罩透波率优化

基于遗传算法(GA),以天线罩的透波率提高为目标,对宽带天线罩的壁厚分布进行优化.首先用射线追踪法建立了天线罩透波率计算的数学模型,在等壁厚天线罩透波率计算结果的基础上,利用遗传算法对天线罩的壁厚分布进行优化,最终实现了宽带天线罩透波性能的提高.     

金属桁架式透波天线罩的噪声温度

分析了充气式及多层电介质式透波天线罩的优缺点。阐述了在测控系统及射电观察系 统中采用新一代金属桁架式透波天线罩的必然性及其所具有的无线电技术特性稳定、频带宽、可靠性高 和使用方便等一系列优点。按照透波天线罩安装时天线的直接变化而试验性地评估了天线罩对天线噪 声温度的影响，给出了测量金属桁架式透波天线罩对天线噪声温度影响程度的过程、原理、方法和结果。     

FSS 天线罩的RCS 测量与分析*

FSS在天线RCS减缩方面起了重要作用。针对一种锥形的带通FSS天线罩,设计了RCS测量载体,为了凸显FSS天线罩的透波特性和低于通带处的带外隐身性能,用双面角反射器模拟天线舱内天线系统产生的强散射,对FSS天线罩的传输特性和RCS性能进行了测量。结果表明,FSS天线罩在通带内有较好的透波特性,通带内的频点f0处RCS与测量载体的RCS曲线有相似形状,呈现出介质罩的透波特性。FSS天线罩在低于通带频点f1处透波特性衰减至约-15d B,通过统计鼻锥前向-60°~+60°范围内的RCS均值,FSS天线罩的RCS与载体相比较,RCS减缩均值达到-20d B左右,具有明显的减缩效果。     

天线阵列-天线罩系统的相位不一致性研究

论文基于天线阵列采用长短基线干涉仪方法实现测向的应用背景,研究了天线罩对天线阵列测向性能的影响,进一步完善了天线阵列-天线罩系统电性能测试中的相位不一致性概念,并分析了相位不一致性与测向误差之间的关系.设计了一款满足宽频带透波性能要求的A型夹层结构天线罩,并在微波暗室中进行了实物测试.实测结果表明相位不一致性与由天线罩引起的测向误差之间存在着正相关关系.证明可以运用相位不一致性衡量天线罩对测向结果的影响,进而衡量天线罩设计的优劣,并指导天线罩的设计加工.这一结论可为天线阵列-天线罩系统的设计提供有意义的理论依据.     

磁性平板功率系数和插入相位移研究

该文采用电磁波反射、透射和传输线理论,建立了分析磁性平板功率传输系数和计算插入相位移的方法,给出了消除退极化现象天线罩材料电磁参数必须满足的数学公式。计算和分析了单层和典型A 夹层结构天线罩在电介质材料和磁性材料两种情况下表现出的传输特性,结果表明,磁介质平板材料电磁参数满足r = r (复介电常数等于复磁导率)时,可以避免退极化现象,功率传输系数优于对应的电介质平板,插入相位移变化更为平缓,表现出了最佳的传输特性。最后,利用商业软件HFSS 进一步验证了上述结论的正确性和该方法的有效性。      

一款圆-线极化变换天线罩的设计与应用

利用对称和反对称圆极化天线对构造了一种圆-线极化调制模块,并将其作为模块单元,设计了一种具有极化变换功能的天线罩。调制模块中的对称圆极化天线对实现同旋向圆极化变换,反对称圆极化天线对则实现异旋向圆极化变换。利用左、右旋向极化波合成线极化波,实现圆-线的转换功能。仿真与测量结果表明,天线罩在工作频段(中心频率5.8 GHz)具有较好的透波性能和极化变换性能,透射系数大于-3 dB,带宽达到900 MHz。该天线罩应用于天线的接收端,并设计了线极化接收天线进行实验验证。测量对比表明,天线罩可以有效增强接收信号的能力。     

面向高铁卫星通信系统的高性能天线罩设计

设计了一款适用于高铁平台卫星通信相控阵天线的高性能天线罩.该天线罩针对载体应用环境，设计了双向对称、低剖面的气动外形，以满足载体高速双向对开时低空气阻力的要求；同时根据卫星通信相控阵天线波束扫描的特点，设计了变厚度夹层结构，以实现天线罩对任意极化方向的电磁波宽角入射时高透波率的电性能.以Ku频段为例，根据设计结果进行了实物制作和测试验证，测试结果显示在10.5~13 GHz频率范围内，采用垂直极化波和水平极化波分别照射时，天线罩在0~70°的入射角范围内，透波率均保持在80%以上，同时天线罩对相控阵扫描波束的指向误差维持在±0.5°范围内.     

机载宽频带雷达罩双向变厚度设计方法

新一代战机的火控雷达向着宽频带和相控阵方向发展。针对宽频带相控阵机头雷达罩的高性能要求,提出了“高传输、低反射、等插入相位延迟”综合设计准则。分析了宽频带夹层罩壁结构的电性能特性,针对其相位特性差的情况给出了一种新的双向变厚度设计方法。通过雷达罩轴向变厚度设计以适配不同的入射角获得高传输/低反射性能,通过环向变厚度设计以适配不同的极化角获得接近的插入相位延迟,实现了优良的宽频带传输性能和方向图特性,在雷达罩产品研制中得到应用并发挥了重要作用。     

宽带改型B夹层天线罩罩壁结构

本文提出了一种有效的宽带改型B夹层天线罩罩壁结构。这种结构,在0～70的入射角范围内,0～40GHz带宽内,功率传输系数优于80.0％,且垂直极化与水平极化之间的插入相位延迟的差异极小。     

Waveguide-sandwich electromagnetic window

The reflection and transmission properties of a new symmetrical radome-wall construction are obtained from a matrix representation. The structure consists of a sandwich of two layers of dielectric material enclosing a medium of artificial dielectric in the form of a 2-dimensional array of waveguides, as is used in waveguide lenses. Two important properties are disclosed: first, the possibility of creating a reflectionless radome with no insertion phase delay (i.p.d.), and, secondly, thin radomes with bandwidths of 10:1 for a power-reflection loss less than 10%, despite the cutoff effect of the centre medium.     

A streamlined metallic radome

The results of research and development, fabrication, and measured transmission performance for a specific streamlined metallic radome are contained in this paper. The measured results presented demonstrate that high-quality radome transmission performance can be attained with a streamlined metallic radome. The conical metallic radome presented is 6 ft 4 in long and has a base diameter of 25.5 in. The specially designed resonant slotted surface of the metallic radome consists of 90 percent metal and, for frequencies within its operating band, the radome permits transmission with any signal polarization over a wide range of scan angles. At its 8.90 GHz resonant frequency the metallic radome introduces less than 0.5 dB signal loss and less than 2 mrad boresight error. This radome has been purposely designed for operation over a narrow frequency band. Over a 200 MHz band, measured insertion loss and boresight error values of 1 dB and 6 mrad, respectively, are attained.     

一种基于超材料的谐波抑制天线罩

设计了一种基于超材料结构的前置谐波抑制单元天线罩,该天线罩采用多层互补型亚波长单元结构,在一个天线单元的有限尺寸范围内排列更多的周期单元,减小边缘效应的影响,天线罩总厚度小于5 mm,通过PMI泡沫与喇叭天线连接。采用激光刻蚀工艺制备了不同尺寸的两种试验件,并进行了超材料的传输系数测试以及带罩天线阵谐波抑制性能测试,结果表明,所设计的超材料谐波抑制天线罩具有带内0.3 dB 的插损,二次谐波20 dB和三次谐波30 dB的抑制能力。     

C波段机载干扰机天线罩的分析与设计

运用微波等效网络法对机载干扰机天线罩进行了计算机辅助设计,计算的天线罩透波率、加罩天线辐射特性与实测结果相吻合。研制的C波段机载干扰机天线罩经高低温、振动、静压试验,性能良好,其透波率达85％以上,达到了设计指标要求。     

试验天线对雷达罩传输效率的影响及分析

在雷达罩电性能测试过程中,需要用到试验天线,试验天线的类型、极化方式和口径尺寸对雷达罩电性能测试结果有一定影响。文中对试验天线口径尺寸对雷达罩传输效率的影响程度进行了仿真计算,通过对比测试验证了仿真计算的正确性。计算和测试结果表明:当试验天线与装机天线口径尺寸差别不大时,试验天线口径尺寸对传输效率的影响较小。在工程实践中,当无法得到装机天线时,可以用类型相同、极化方式相同、口径相近的天线作为试验天线,以完成传输效率的测试。