基于超材料的平台通信天线隐身技术研究
发布时间：2021-01-28 21:26
隐身化武器作战平台是现代战争的发展趋势,通信天线的隐身成为制约武器平台整体隐身性能的重要问题之一。常规的隐身手段,如外形设计与吸波材料在天线隐身设计中具有改变辐射性能的局限性,而超材料、人工电磁材料因具有不同的电磁特性最近备受关注,其出现也为研究天线隐身问题带来了新思路。本文主要针对隐身平台对通信天线的隐身需求,开展超材料与平台通信天线相结合的隐身技术研究。针对天线结构模式项散射,利用超材料的不同性质实现天线雷达散射截面（RCS）缩减,完成平台通信天线宽带隐身,天线、天线罩与低散射平台一体化分析与研究等相关工作。首先借鉴共面紧凑型电磁带隙结构的共面设计,并采用交指电容方式对蘑菇型EBG结构改进得到新型UC-EBG结构,使其具有小型化和较宽的同相位反射带宽的优点。然后设计带状线馈电的四单元微带阵列验证新型单元的散射缩减效果,根据加载UC-EBG结构后天线的辐射和散射性能变化情况,综合优化其与天线贴片的布局,得到合适的周期单元数量。最终使整个天线结构表现为无源对消表面,降低正入射条件下的带外散射,并同时利用单元旋转技术缩减天线的带内散射。极化旋转表面通过相位对消也可用于天线散射缩减中,设计...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
隐身武器平台示
第一章绪论3亚波长尺度上操纵入射波波前相位、幅度与极化而吸引了广泛关注。随着其更多的电磁特性被发现，人们可以针对不同应用专门设计满足性能要求，去取代笨重复杂的传统器件，其应用方面包括吸波[19-20]、电磁隐身[21-23]、波前相位和极化调控[24-26]等等。图1-2等效负介电常数的周期线结构和开口环结构本文主要研究电磁带隙结构、极化旋转表面和频率选择表面三种较为经典的超材料技术以及它们在天线RCS缩减中的应用前景，所以接下来介绍这几种超材料的发展情况：（1）电磁带隙结构（ElectromagneticBandgap，EBG）是由光学领域中光子带隙（PhotonicsBandgap）衍生而来，它是一种能够在一定频段内改变或影响不同入射角、不同极化电磁波传播的人工电磁周期结构[27]。D.Sievenpiper提出了经典的电磁带隙结构Mushroom-likeEBG结构[28]，如图1-3(a)所示，这种结构作为代表性的电磁带隙结构具有几个重要特性，高阻表面特性、表面波带隙特性、同相反射相位特性。通过等效LC并联谐振电路分析可知EBG结构具有高表面阻抗，可以抑制一定频带内表面电磁波传播，呈现表面波带隙特性，可用于降低天线单元间的互耦，如图1-3(b)所示。而对于入射波具有同相位反射特性，这种类似理想磁导体的特性被称为人工磁导体（Artificialmagneticconductor，AMC）特性。(a)(b)图1-3电磁带隙结构示意图(a)Mushroom型EBG结构；(b)抑制天线单元间互耦
第一章绪论3亚波长尺度上操纵入射波波前相位、幅度与极化而吸引了广泛关注。随着其更多的电磁特性被发现，人们可以针对不同应用专门设计满足性能要求，去取代笨重复杂的传统器件，其应用方面包括吸波[19-20]、电磁隐身[21-23]、波前相位和极化调控[24-26]等等。图1-2等效负介电常数的周期线结构和开口环结构本文主要研究电磁带隙结构、极化旋转表面和频率选择表面三种较为经典的超材料技术以及它们在天线RCS缩减中的应用前景，所以接下来介绍这几种超材料的发展情况：（1）电磁带隙结构（ElectromagneticBandgap，EBG）是由光学领域中光子带隙（PhotonicsBandgap）衍生而来，它是一种能够在一定频段内改变或影响不同入射角、不同极化电磁波传播的人工电磁周期结构[27]。D.Sievenpiper提出了经典的电磁带隙结构Mushroom-likeEBG结构[28]，如图1-3(a)所示，这种结构作为代表性的电磁带隙结构具有几个重要特性，高阻表面特性、表面波带隙特性、同相反射相位特性。通过等效LC并联谐振电路分析可知EBG结构具有高表面阻抗，可以抑制一定频带内表面电磁波传播，呈现表面波带隙特性，可用于降低天线单元间的互耦，如图1-3(b)所示。而对于入射波具有同相位反射特性，这种类似理想磁导体的特性被称为人工磁导体（Artificialmagneticconductor，AMC）特性。(a)(b)图1-3电磁带隙结构示意图(a)Mushroom型EBG结构；(b)抑制天线单元间互耦
【参考文献】：
期刊论文
[1]超表面相位调控原理及应用[J]. 李雄,马晓亮,罗先刚. 光电工程. 2017(03)
[2]基于宽带棋盘型人工磁导体的微带天线RCS缩减技术[J]. 杨辰,何芒,章传芳,孙厚军. 微波学报. 2017(01)
[3]基于电阻膜与分形频率选择表面的超薄宽频带超材料吸波体的设计[J]. 程用志,聂彦,龚荣洲,王鲜. 物理学报. 2013(04)
[4]飞机隐身技术及其雷达对抗措施[J]. 马井军,赵明波,张开锋,穆仕博. 国防科技. 2009(03)
[5]高阻表面交指形电容设计公式的改进[J]. 郑秋容,李有权,张辉,袁乃昌. 电子学报. 2007(12)
[6]天线散射理论研究[J]. 刘英,龚书喜,傅德民. 电子学报. 2005(09)
[7]飞行器表面电磁缺陷及雷达吸波材料应用[J]. 桑建华,周海. 航空材料学报. 2003(02)
[8]分形在天线雷达散射截面减缩中的应用[J]. 刘英,龚书喜,傅德民. 微波学报. 2003(02)
[9]准三维频率选择表面的矢量模式分析[J]. 史为民,章文勋. 东南大学学报. 1990(06)
博士论文
[1]平台天线一体化宽带隐身关键技术研究[D]. 周龙建.电子科技大学 2017
[2]广义电磁谐振与EBG电磁局域谐振研究及应用[D]. 李龙.西安电子科技大学 2005
硕士论文
[1]电磁场周期结构模式匹配方法的研究[D]. 陈程.南京邮电大学 2018
本文编号：3005721
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
隐身武器平台示
第一章绪论3亚波长尺度上操纵入射波波前相位、幅度与极化而吸引了广泛关注。随着其更多的电磁特性被发现，人们可以针对不同应用专门设计满足性能要求，去取代笨重复杂的传统器件，其应用方面包括吸波[19-20]、电磁隐身[21-23]、波前相位和极化调控[24-26]等等。图1-2等效负介电常数的周期线结构和开口环结构本文主要研究电磁带隙结构、极化旋转表面和频率选择表面三种较为经典的超材料技术以及它们在天线RCS缩减中的应用前景，所以接下来介绍这几种超材料的发展情况：（1）电磁带隙结构（ElectromagneticBandgap，EBG）是由光学领域中光子带隙（PhotonicsBandgap）衍生而来，它是一种能够在一定频段内改变或影响不同入射角、不同极化电磁波传播的人工电磁周期结构[27]。D.Sievenpiper提出了经典的电磁带隙结构Mushroom-likeEBG结构[28]，如图1-3(a)所示，这种结构作为代表性的电磁带隙结构具有几个重要特性，高阻表面特性、表面波带隙特性、同相反射相位特性。通过等效LC并联谐振电路分析可知EBG结构具有高表面阻抗，可以抑制一定频带内表面电磁波传播，呈现表面波带隙特性，可用于降低天线单元间的互耦，如图1-3(b)所示。而对于入射波具有同相位反射特性，这种类似理想磁导体的特性被称为人工磁导体（Artificialmagneticconductor，AMC）特性。(a)(b)图1-3电磁带隙结构示意图(a)Mushroom型EBG结构；(b)抑制天线单元间互耦
第一章绪论3亚波长尺度上操纵入射波波前相位、幅度与极化而吸引了广泛关注。随着其更多的电磁特性被发现，人们可以针对不同应用专门设计满足性能要求，去取代笨重复杂的传统器件，其应用方面包括吸波[19-20]、电磁隐身[21-23]、波前相位和极化调控[24-26]等等。图1-2等效负介电常数的周期线结构和开口环结构本文主要研究电磁带隙结构、极化旋转表面和频率选择表面三种较为经典的超材料技术以及它们在天线RCS缩减中的应用前景，所以接下来介绍这几种超材料的发展情况：（1）电磁带隙结构（ElectromagneticBandgap，EBG）是由光学领域中光子带隙（PhotonicsBandgap）衍生而来，它是一种能够在一定频段内改变或影响不同入射角、不同极化电磁波传播的人工电磁周期结构[27]。D.Sievenpiper提出了经典的电磁带隙结构Mushroom-likeEBG结构[28]，如图1-3(a)所示，这种结构作为代表性的电磁带隙结构具有几个重要特性，高阻表面特性、表面波带隙特性、同相反射相位特性。通过等效LC并联谐振电路分析可知EBG结构具有高表面阻抗，可以抑制一定频带内表面电磁波传播，呈现表面波带隙特性，可用于降低天线单元间的互耦，如图1-3(b)所示。而对于入射波具有同相位反射特性，这种类似理想磁导体的特性被称为人工磁导体（Artificialmagneticconductor，AMC）特性。(a)(b)图1-3电磁带隙结构示意图(a)Mushroom型EBG结构；(b)抑制天线单元间互耦
【参考文献】：
期刊论文
[1]超表面相位调控原理及应用[J]. 李雄,马晓亮,罗先刚. 光电工程. 2017(03)
[2]基于宽带棋盘型人工磁导体的微带天线RCS缩减技术[J]. 杨辰,何芒,章传芳,孙厚军. 微波学报. 2017(01)
[3]基于电阻膜与分形频率选择表面的超薄宽频带超材料吸波体的设计[J]. 程用志,聂彦,龚荣洲,王鲜. 物理学报. 2013(04)
[4]飞机隐身技术及其雷达对抗措施[J]. 马井军,赵明波,张开锋,穆仕博. 国防科技. 2009(03)
[5]高阻表面交指形电容设计公式的改进[J]. 郑秋容,李有权,张辉,袁乃昌. 电子学报. 2007(12)
[6]天线散射理论研究[J]. 刘英,龚书喜,傅德民. 电子学报. 2005(09)
[7]飞行器表面电磁缺陷及雷达吸波材料应用[J]. 桑建华,周海. 航空材料学报. 2003(02)
[8]分形在天线雷达散射截面减缩中的应用[J]. 刘英,龚书喜,傅德民. 微波学报. 2003(02)
[9]准三维频率选择表面的矢量模式分析[J]. 史为民,章文勋. 东南大学学报. 1990(06)
博士论文
[1]平台天线一体化宽带隐身关键技术研究[D]. 周龙建.电子科技大学 2017
[2]广义电磁谐振与EBG电磁局域谐振研究及应用[D]. 李龙.西安电子科技大学 2005
硕士论文
[1]电磁场周期结构模式匹配方法的研究[D]. 陈程.南京邮电大学 2018
本文编号：3005721
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