基于可重构频率选择表面的天线RCS减缩研究

针对天线雷达截面减缩问题,该文提出一种基于二极管控制的可重构频率选择表面结构,并将其用于天线的雷达截面减缩技术。论文将可重构技术应用于频率选择表面设计,使得频率选择表面可以在带通型以及带阻型之间进行相互切换。为了在保证天线辐射特性的前提下降低天线的雷达截面,该文考虑将可重构频率选择表面作为天线反射板用以置换一般的金属反射板。通过二极管导通/截断使得可重构频率选择表面反射板处于不同状态,以实现天线在不同工作状态下的RCS减缩控制及切换。仿真及实测结果表明,使用可重构频率选择表面反射板,天线雷达截面的最大减缩量可达20 dB以上,减缩角域可达-60+60,同时天线的辐射特性几乎未发生变化。该方法可在保证天线辐射特性的基础上极大程度降低天线的雷达截面,并能做到天线雷达截面减缩频段的可重构。     

基于电阻型频率选择表面的超宽带紧耦合阵列

针对接地板严重影响紧耦合天线阵列(Tightly Coupled Array,TCA)阻抗带宽的问题,设计了一种基于电阻型频率选择表面(Resistive Frequency Selective Surface,RFSS)的多层结构超宽带TCA,分析了电阻膜方阻及单元间耦合对阻抗带宽的影响,并对其扫描及未扫描时的性能进行了仿真分析.结果表明:通过在天线阵列与接地板之间加载开口谐振环结构的RFSS,可减小接地板反射,抑制天线短路点,显著增加其阻抗带宽,其辐射性能在整个带宽内均较稳定;由于RFSS加入了损耗,天线阵列增益有所降低.该多层结构TCA具有带宽宽、体积小、易共形等特点,在超宽带小型化相控阵天线中有良好应用前景.     

无人作战飞机天线多层频率选择表面技术

无人机作战飞机(UCAV)快速发展的同时,无人机平台天线的频率选择表面(FSS)技术也得到广泛应用.设计和测试了一种用于无人作战飞机天线隐身的多层频率选择表面,多层频率选择表面通带为K频段,并且有一个很宽的阻带.数值结果和测试结果验证了该频率选择表面的有效性.该设计技术可以广泛应用在今后无人作战飞机天线隐身上,也可以用在其他隐身平台的相关天线设计中.     

毫米波／红外频率选择表面研究

毫米波与红外相复合的遥、近感系统中，天线的复用是一个关键问题。本文提出用频率选择表面来设计复用融面，实现透过毫米波而反射红外的双工性能。理论分析和实验结果都证明了该方案的有效性，样品对毫米波的透过率和对红外的反射率均可大于９０％。该复用面还具有适用于双色红外系统的优点，克服了光学结构仅可用于单色红外的不足。     

基于超表面的低雷达散射截面宽频贴片阵列天线设计

该文设计了一种基于超表面(MS)的低雷达散射截面(RCS)宽频贴片阵列天线。该天线由工作在不同频段的两种开缝贴片天线组成2×4的八元阵,以此实现天线小型化并扩展其带宽,根据相位相消原理,将两种人工磁导体(AMC)以棋盘布阵的方式组成超表面加载到天线阵周围,使其具有低RCS特性。实测和仿真结果表明：加载超表面后,天线工作带宽由5.7~6.2 GHz扩展为5.6~6.6 GHz,相对带宽增大1倍,辐射特性基本保持不变;当平面波垂直入射时,天线单站RCS减缩效果明显,其中,X极化波下3 dB减缩带宽为5.3~7.0 GHz,最大减缩量达31 dB,Y极化波下3 dB减缩带宽为5.8~6.9 GHz。     

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。     

平板缝隙阵列天线的雷达截面积分析

本文用矩量法、物理光学法及消奇点技术,对大型平板缝隙阵列天线的散射进行了研究,计算了典型阵列的雷达截面积(RCS),并进行了实验验证,两者趋势基本一致。本文计算结果表明,平板对散射场的贡献(结构项)远大于缝隙对散射场的贡献(模式项)。     

频率选择表面及其在隐身技术中的应用

频率选择表面(FSS)是一种二维周期性结构，可以有效地控制电磁波的反射与传输。本文介绍了它的基本概念、分析方法及其在不同电磁波段的应用，特别在导弹电子战中有着不可替代的应用。     

一种低剖面阵列天线散射特性研究

宽频带宽角域隐身是下一代隐身飞行器平台的关键特征之一,发展超宽带低剖面高隐身传感器已成为下一代隐身飞行器平台的必然趋势。文章瞄准天线阵列超宽带、轻薄化、高隐身的需求特点,设计了一款低剖面的宽带宽角相控阵隐身阵列天线。采用强互耦超宽带相控阵列技术,使阵列天线具备超宽带轻薄化低剖面特征,并通过宽带宽角阻抗匹配、阵列误差控制等手段缩减阵列天线雷达散射截面。仿真及测试结果表明,该低剖面天线阵列具有优良的宽带宽角辐射特性和低散射特性,基本满足下一代隐身飞行器平台对轻薄化低RCS阵列天线的需求,具有一定的工程应用价值。     

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.     

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。     

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.     

一种直线阵列天线辐射散射特性折中设计方法

给出直线阵列天线的辐射散射特性阵元间距折中设计方法。运用该方法对8单元贴片阵列进行仿真验证,结果表明设计的贴片阵列可以在满足辐射性能的基础上,带内和带外单站RCS的强散射点得到了有效抑制,使其在绝大多数入射角处于低散射状态,从而证明了该方法可以快速、有效地指导兼顾辐射性能的低散射阵列设计。     

基于FSS 的双频高增益微带天线

设计并制作了一种基于双屏FSS(Frequency Selective Surface)部分反射表面的双频高增益微带天线。该FSS 结构是在介质板上下表面分别刻蚀两条方环形金属带,通过调节金属带的宽度,实现频比(Frequency Ratio,FR)达到2 的双频谐振,且在5. 12 ~5. 31GHz 和10. 08 ~10.84GHz 频带内反射相位曲线斜率为正(一般的为负),反射系数模值都在0. 86 和0. 82 以上。将FSS 以覆层的形式放置于双频微带天线上方,相当于增加了双频天线的辐射口径面积,有效改善天线的辐射性能。仿真和实测结果表明:与原始双频微带天线相比,加载双频FSS 覆层后,新天线的增益得到了提高,在5.22GHz 和10. 43GHz 处,天线鼻锥方向增益分别提高了4. 8dB 和5. 1dB。     

机载有源相控阵天线阵的可靠性研究

天线的超低副瓣特性是影响机载相控阵雷达下视能力的一个重要指标。在传统的机载相控阵雷达天线的可靠性设计中是采用对n中取k的表决模型,该方法没有考虑失效T／R组件在天线阵列中所处的物理位置对于天线副瓣性能的影响。通过仿真分析,提出了一种计算有源相控阵雷达天线阵可靠性的新模型,该模型统筹考虑了失效组件的物理位置因素的影响并归纳出新的计算公式,并在此基础上举例说明。该可靠性新模型可用来指导机载相控阵天线的可靠性预计、分配和设计。     

一种应用于平方公里中频阵的八角环天线阵

结合平方公里中频孔径阵列的应用场景,文中提出了一种基于电阻膜频率选择表面的超宽带八角环天线单元。其通过在八角环天线阵列与接地板之间加载方环形电阻膜频率选择表面,对由金属地板在对应频点因反相叠加而产生的驻波峰值有效抑制,进而拓宽了天线带宽以及降低了天线剖面。仿真结果表明:加载电阻膜频率选择表面后,天线阵元最终在±45°扫描范围内获得了5:1的阻抗匹配带宽,且天线的剖面降低了约27%。此外,在整个工作频带内天线阵元具有稳定的有源方向图、较宽的半功率波瓣宽度以及较好的极化性能。     

机载相控阵雷达天线阵的可靠性新模型

影响机载相控阵雷达下视能力的一个重要指标是天线的超低副瓣特性。在传统的机载相控阵雷达天线的可靠性设计中是对n中取女的表决模型冗余量进行压缩,该方法没有考虑失效T／R组件的分布位置对天线超低副瓣性能的影响。通过数学归纳法建立了在收发组件失效分布约束奢件下,机载相控阵雷达天线阵的可靠性数学模型。该模型的正确性经过了仿真验证。通过实例比较说明了传统可靠性设计方法可能带来的工程设计风险。该模型可用来指导机载相控阵天线的可靠性设计。     

一种基于折合式平面反射阵天线的毫米波高增益滤波天线

提出了一种基于折合式平面反射阵天线的毫米波高增益滤波天线设计方法,将极化敏感的频率选择表面替代传统的极化栅,用作折合式平面反射阵天线的副反射面.基于基片集成波导技术设计了极化敏感的频率选择表面,该频率选择表面对于线性极化入射波情况下具有较低的插入损耗,同时可几乎全反射对应正交极化的入射波.得益于频率选择表面的频率选择特...