平面天线宽带RCS减缩技术研究

发布时间：2020-02-03 23:44

【摘要】：在现代电子战争中,武器装备的隐身性能直接决定了其在战场上的生存能力和突防能力,因此隐身技术的发展和研究得到了世界范围内专家学者的日益重视。武器或飞行器的隐身性能主要取决于其雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)的大小,如何实现目标RCS的有效控制,成为隐身技术研究的重点。对于低可见平台,制约其整体电磁隐身性能的是平台上的天线,因此天线RCS减缩成为当今一个重要课题。平面微带天线所具有的尺寸小、剖面低、易于生产和加工等优点,使其在诸多领域得以广泛应用,其中,在飞行器上的应用尤为突出。另一方面,平面螺旋天线因具有宽频带、圆极化、低剖面、结构简单等优点,而被广泛应用于电子对抗设备中。本文在理论分析的基础上,提出了适用于平面微带天线和平面螺旋天线宽带RCS减缩的有效方法。将本文所做具体工作总结如下:1.基于对微带贴片天线表面感应电流的仿真和分析,提出了一种可以有效减缩微带天线RCS的新方法。该方法结合了开槽技术、短路探针加载技术和类分形技术。将该方法应用于参考天线,设计出了一款新型的低RCS微带天线。该设计天线与参考天线相比,具有同样的辐射性能,但是其散射特性却得到了较好的改善。设计天线在与水平面成小角度的平面波照射(掠入射)下,在4~16GHz的超宽频带范围内,在iφ=-45°~45°的宽角域内具有良好的RCS减缩效果。2.以上述低RCS平面微带贴片天线为阵列单元,设计了2×2的低RCS平面微带天线阵列,验证了本文提出的RCS减缩方法在微带阵列天线设计中的有效性。另外,分析并讨论了影响阵列天线RCS的因素,如单元间距、阵列排布、地板大小等。3.基于对频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)的理解和研究,设计了两种新型超宽阻带频率选择表面FSS1和FSS2。这两种频率选择表面结构均具有超宽阻带特性,其中,FSS2还具有双边陡降的特点。基于该种频率选择表面的反射板,具有对其工作频带内的电磁波进行反射,对其工作频带外的电磁波进行透射的特点。因而,用其替换平面天线的金属反射板,可以实现超宽带天线RCS的有效减缩。4.设计了一款超宽带圆极化复合平面螺旋天线,该天线的工作带宽为2-6.5GHz。在上述平面螺旋天线的基础上,利用设计的新型超宽阻带FSS反射板替换该天线原有的金属反射板,设计了低RCS超宽带圆极化复合平面螺旋天线。仿真结果表明,该低RCS螺旋天线在保证其带内正常辐射的同时,在4-15GHz的超宽频带内具有良好的RCS减缩效果。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN822

【相似文献】