宽带阵列天线及其RCS缩减研究

发布时间：2017-07-17 11:05

  本文关键词：宽带阵列天线及其RCS缩减研究

  更多相关文章： Vivaldi 天线 电磁散射 雷达散射截面 隐身 宽带天线阵列

【摘要】：随着现代雷达通信技术的发展,各种无线电子系统对天线的性能要求越来越严格。一般都要求天线在满足严格的物理尺寸的要求的同时,还需要能够具备宽带特性。宽带相控阵雷达系统采用宽带相控阵天线,一方面,由于相控阵的造价一般都很高,因此希望相控阵天线具有宽带或是超宽带的特性,使得一副天线能够在多频段使用,以降低成本。另一方面,宽带特性可以让天线得到更多频段的信息,这一性能在目标成像、电子对抗等方面起到十分重要的作用。此外,随着雷达探测系统越来越复杂且精密,探测性能越来越高,这也直接威胁到了很多作战武器在执行任务时的安全。所以现在关于如何通过降低目标被探测概率来提高其在战场上的生存能力的研究得到了越来越多的关注。隐身作战平台由于采用了特殊的外形结构使得它可以保持良好的隐身性能,而其它电子设备都埋在平台内部,这时来自于外部设备天线的散射将成为整个武器系统重要的散射源。为了降低整体作战系统的雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS),研究在保持天线正常工作的情况下缩减天线的RCS有着重要意义。本文结合Vivaldi天线,通过对Vivaldi天线的辐射性能和雷达散射截面技术的综合研究,对Vivaldi天线阵列的隐身特性进行设计,研究的主要内容包括:(1)首先,设计了四款工程上常用的Vivaldi天线,对其电磁辐射特性和电磁散射特性进行了分析,着重研究了天线的输入阻抗和散射特性之间的联系。(2)设计了一款带状线馈电的Vivaldi天线阵列,经过仿真和实测,使其在4GHz~14Hz的频段内具有良好的辐射特性。(3)先是考虑了天线阵列本身的RCS缩减,通过优化其阵列边缘的结构,在保证天线阵列辐射性能的同时,使其在低频端有较为显著的RCS缩减。然后研究了考虑地板的Vivaldi天线阵列的散射特性。通过改变地板的结构,将天线加载到设计的低RCS地板上,对比了不同形式地板对设计天线的辐射和散射特性的影响。
【关键词】：Vivaldi 天线 电磁散射 雷达散射截面 隐身 宽带天线阵列
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN820
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 论文研究的背景及意义10-11
• 1.2 Vivaldi天线及其隐身技术研究现状11-14
• 1.3 本论文主要工作及内容安排14-15
• 第二章 天线散射的基本原理15-24
• 2.1 雷达散射截面15-19
• 2.1.1 雷达散射截面的定义15-18
• 2.1.2 雷达散射截面缩减技术18-19
• 2.2 天线的散射理论19-23
• 2.2.1 天线RCS和天线增益之间的联系19-20
• 2.2.2 天线散射的模式分离20-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第三章 Vivaldi天线辐射和散射特性研究24-40
• 3.1 Vivaldi天线宽频带原理24-25
• 3.2 Vivaldi天线的几种基本结构25-27
• 3.2.1 传统Vivaldi天线25-26
• 3.2.2 对踵Vivaldi天线26-27
• 3.2.3 平衡对踵Vivaldi天线27
• 3.3 一款对踵Vivaldi天线的辐射和散射特性研究27-34
• 3.3.1 对踵Vivaldi天线结构设计27-28
• 3.3.2 辐射和散射特性研究28-32
• 3.3.3 对踵Vivaldi天线RCS缩减研究32-34
• 3.4 几种不同类型Vivaldi天线的阻抗特性对散射特性的影响34-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第四章 Vivaldi天线阵列设计40-51
• 4.1 Vivaldi天线阵列的设计方法40-41
• 4.2 一维Vivaldi天线阵列设计41-45
• 4.2.1 一维无限Vivaldi天线阵列设计41-42
• 4.2.2 一维有限Vivaldi天线阵列设计42-45
• 4.3 宽频带馈电网络设计45-46
• 4.4 微带线到带状线过渡结构设计46-48
• 4.5 一维8单元Vivaldi天线阵列设计48-50
• 4.6 本章小结50-51
• 第五章 Vivaldi天线阵列的散射特性研究51-65
• 5.1 一维8单元Vivaldi天线阵列RCS缩减研究51-54
• 5.2 考虑地板的一维8单元Vivaldi天线阵列RCS缩减研究54-59
• 5.3 实测分析59-64
• 5.3.1 弧形边缘一维8单元Vivaldi天线阵列的实测59-62
• 5.3.2 考虑地板的Vivaldi天线阵列散射特性实测62-64
• 5.4 本章小结64-65
• 第六章 结束语65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-71
• 攻硕期间取得的研究成果71-72

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本文编号：553264