基于优化算法的低散射人工电磁表面的设计

发布时间：2017-04-27 13:12

  本文关键词：基于优化算法的低散射人工电磁表面的设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：新型人工电磁材料由一定规律排列的亚波长结构组成,它具有自然界中媒质所不具备的电磁响应,因而引起科研工作者的广泛兴趣。新型人工电磁材料的一个重要应用是实现电磁隐身,即实现目标的RCS缩减。本文基于漫散射原理,通过引入额外的表面电抗,使得人工电磁表面具有不同的相位分布,入射波的能量在交界面处发生强烈散射,从而有效地将反射能量转移到其他角度,实现降低目标RCS的目的。本文通过理论推导、模型仿真和实验测试,验证了通过人工电磁表面实现RCS缩减的有效性。主要的研究内容如下：(1)分析了不同雷达隐身技术之间的区别,探索了利用人工电磁表面缩减目标RCS的机理。分析了人工电磁表面带宽受限的原因,提出拓展单元带宽的方法。设计出由多谐振单元组成的人工电磁表面,通过全波仿真验证其缩减目标RCS的可行性。(2)提出了一种基于漫反射原理的低散射人工电磁表面的设计方法。通过结合粒子群优化算法和目标RCS快速预估的方法来缩减金属平板的RCS,大大缩减了电磁仿真时间。为了拓宽人工电磁表面的带宽,我们选用风车型多谐振结构作为基本单元进行设计。仿真和实验结果显示该人工电磁表面在7GHz-14GHz内能够有效地削弱目标的RCS(最大缩减25dB),表现出较好的性能。
【关键词】：新型人工电磁材料 人工电磁表面 RCS缩减 粒子群算法
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB34;O441
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 新型人工电磁材料的基本概念7
• 1.2 新型人工电磁材料的国内外研究现状7-11
• 1.3 本论文的主要内容和章节安排11-13
• 第二章 隐身技术及低散射人工电磁表面的设计13-31
• 2.1 雷达散射截面简述13-16
• 2.1.1 雷达散射截面的定义13-15
• 2.1.2 雷达散射截面缩减的意义15-16
• 2.2 雷达散射截面缩减技术现状16-21
• 2.2.1 雷达吸波材料16-17
• 2.2.2 隐身外形技术17-18
• 2.2.3 光学变换18-19
• 2.2.4 散射相消19-21
• 2.3 相位随机低散射人工电磁表面的设计21-29
• 2.3.1 相位随机低散射人工电磁表面的理论基础21-22
• 2.3.2 相位随机低散射人工电磁表面的设计22-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第三章 基于优化算法的低散射人工电磁表面设计31-55
• 3.1 理论与分析31-38
• 3.1.1 阵列天线远场分析31-34
• 3.1.2 低散射人工电磁表面的远场分析34-38
• 3.2 粒子群优化算法38-40
• 3.2.1 标准粒子群优化算法39
• 3.2.2 改进型粒子群优化算法39-40
• 3.3 宽带低散射人工电磁表面的设计40-48
• 3.4 宽带低散射人工电磁表面的实验验证48-53
• 3.5 本章小结53-55
• 第四章 总结与展望55-57
• 致谢57-59
• 参考文献59-65
• 攻读硕士学位期间的研究成果65

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本文编号：330684