基于极化转换超表面的低RCS缝隙天线阵设计
发布时间：2021-11-20 14:03
雷达是现代战争中的“千里眼”,是伴随电子战这类全新的战争形式出现的。目前,远程雷达探测技术正高速发展和快速更新。“隐身”则是雷达的对立面,隐身技术是让对手“看不见”的技术,是与雷达探测技术一起迅速成长起来的反雷达技术。而雷达散射截面（Radar Cross Section,RCS）是衡量隐身性能的一个最关键的技术指标。对于战斗机、轰炸机等飞行器而言,隐身性能的好坏在很大程度上取决于RCS的大小。飞行器平台本身散射特性的缩减是比较容易实现的,从而装备的各种伴随着能量散射和辐射的天线及其阵列,已成为最容易被“看见”的部分,是飞行器总RCS贡献最大的一个装置。辐射是天线最基本的特性,并且与其散射是一对矛盾体。因此,如何保证辐射性能不受影响是设计低RCS天线阵的关键技术问题。为此,本文针对可以缩减天线RCS的极化转换超表面（Polarization Conversion Metasurfaces,PCM.）开展研究,设计了两种PCM并分别应用于线极化和圆极化缝隙天线阵的RCS缩减。论文的具体工作内容包括:（1）设计了一种基于双贴片PCM的低RCS线极化缝隙天线阵。该双贴片PCM结构可以将线极化...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１具备高隐身性能的战斗机??
?大连海事大学专业学位硕士学位论文???Ｍａｔｅｒｉａｌ，?ＲＡＭ）。当敌方探测器发射电磁波探测涂覆有吸波材料的目标时，这个电磁波??会被ＲＡＭ吸收并以热能的形式损耗掉，从而使雷达天线具有隐身的特性［２？６］。但是，??ＲＡＭ的吸波特性肯定会对天线的增益和效率产生一定的影响。为了缓解这个技术缺陷，??文献［２７］通过在缝隙天线阵上方加载覆盖层（嵌入寄生贴片的周期电阻性表面，如图１．４??所示），利用周期电阻性表面的吸波特性，在较宽的频率范围内缩减了缝隙天线阵的ＲＣＳ，??再利用寄生贴片以保持较高的增益。??｜Ｍ｜｜?ｉＪＳＩＢｌａｆ?Ｉ??：Ｉ：Ｍ?｜｜ｉｎｌ９??入?ＪＨＳＨＩＩＳＳｆｆｌＢ??（ａ）天线阵的立体结构?（ｂ）嵌入寄生贴片的周期电阻性表面??图１．４基于周期电阻性表面的低ＲＣＳ缝隙天线阵??Ｆｉｇ．?１．４?Ｌｏｗ?ＲＣＳ?ｓｌｏｔ?ａｎｔｅｎｎａ?ａｒｒａｙ?ｕｓｉｎｇ?ｔｈｅ?ｐｅｒｉｏｄｉｃ?ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ?ｓｕｒｆａｃｅ??图１．５基于双开口锯齿环形结构的吸波材料??Ｆｉｇ．?１．５?Ａｂｓｏｒｂｉｎｇ?ｍａｔｅｒｉａｌ?ｕｓｉｎｇ?ｄｏｕｂｌｅ?ｓｐｌｉｔ－ｓｅｒｒａｔｉｏｎ－ｒｉｎｇ?ｓｔｍｃｔｕｒｅｓ??文献［２８］提出了一种基于双开口锯齿环形结构的吸波材料，如图１．５所示。通过利??用锯齿结构提高了表面电流密度，且利用ＦＲ４的介质损耗将电磁波的能量吸波掉。文献??－５－??
?大连海事大学专业学位硕士学位论文???Ｍａｔｅｒｉａｌ，?ＲＡＭ）。当敌方探测器发射电磁波探测涂覆有吸波材料的目标时，这个电磁波??会被ＲＡＭ吸收并以热能的形式损耗掉，从而使雷达天线具有隐身的特性［２？６］。但是，??ＲＡＭ的吸波特性肯定会对天线的增益和效率产生一定的影响。为了缓解这个技术缺陷，??文献［２７］通过在缝隙天线阵上方加载覆盖层（嵌入寄生贴片的周期电阻性表面，如图１．４??所示），利用周期电阻性表面的吸波特性，在较宽的频率范围内缩减了缝隙天线阵的ＲＣＳ，??再利用寄生贴片以保持较高的增益。??｜Ｍ｜｜?ｉＪＳＩＢｌａｆ?Ｉ??：Ｉ：Ｍ?｜｜ｉｎｌ９??入?ＪＨＳＨＩＩＳＳｆｆｌＢ??（ａ）天线阵的立体结构?（ｂ）嵌入寄生贴片的周期电阻性表面??图１．４基于周期电阻性表面的低ＲＣＳ缝隙天线阵??Ｆｉｇ．?１．４?Ｌｏｗ?ＲＣＳ?ｓｌｏｔ?ａｎｔｅｎｎａ?ａｒｒａｙ?ｕｓｉｎｇ?ｔｈｅ?ｐｅｒｉｏｄｉｃ?ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ?ｓｕｒｆａｃｅ??图１．５基于双开口锯齿环形结构的吸波材料??Ｆｉｇ．?１．５?Ａｂｓｏｒｂｉｎｇ?ｍａｔｅｒｉａｌ?ｕｓｉｎｇ?ｄｏｕｂｌｅ?ｓｐｌｉｔ－ｓｅｒｒａｔｉｏｎ－ｒｉｎｇ?ｓｔｍｃｔｕｒｅｓ??文献［２８］提出了一种基于双开口锯齿环形结构的吸波材料，如图１．５所示。通过利??用锯齿结构提高了表面电流密度，且利用ＦＲ４的介质损耗将电磁波的能量吸波掉。文献??－５－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]电磁超材料研究进展[J]. 梅中磊,张黎,崔铁军. 科技导报. 2016(18)
[2]超宽带相位梯度超表面设计[J]. 郭文龙,王光明,李海鹏,蔡通,侯海生. 微波学报. 2016(03)
[3]基于超材料和FSS的全频微带天线RCS减缩[J]. 李振亚,张建华,杨文凯. 航天电子对抗. 2015(04)
[4]基于开口椭圆环的高效超宽带极化旋转超表面[J]. 余积宝,马华,王甲富,冯明德,李勇峰,屈绍波. 物理学报. 2015(17)
[5]一种微带线高隔离度功分器的设计[J]. 杜明亮,孟明霞,刘昊,李连辉,李鹏程. 微波学报. 2012(S2)
[6]电磁波的极化及其应用[J]. 王被德. 电波科学学报. 1999(03)
博士论文
[1]天线雷达截面减缩与极化旋转反射面的设计应用研究[D]. 贾永涛.西安电子科技大学 2017
[2]基于左手材料的飞行器隐身设计研究[D]. 徐含乐.西北工业大学 2015
[3]动态目标雷达回波实时模拟技术及应用[D]. 王胜.国防科学技术大学 2011
[4]天线雷达散射截面分析与控制术研究[D]. 路宝.西安电子科技大学 2011
硕士论文
[1]极化转换表面的设计及其应用研究[D]. 王晨阳.西安电子科技大学 2019
[2]基于棋盘状人工磁导体阵列的微带天线散射性能改善[D]. 姚佩.中北大学 2018
[3]喇叭天线RCS减缩技术的研究[D]. 李强.西安电子科技大学 2006
本文编号：3507480
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１具备高隐身性能的战斗机??
?大连海事大学专业学位硕士学位论文???Ｍａｔｅｒｉａｌ，?ＲＡＭ）。当敌方探测器发射电磁波探测涂覆有吸波材料的目标时，这个电磁波??会被ＲＡＭ吸收并以热能的形式损耗掉，从而使雷达天线具有隐身的特性［２？６］。但是，??ＲＡＭ的吸波特性肯定会对天线的增益和效率产生一定的影响。为了缓解这个技术缺陷，??文献［２７］通过在缝隙天线阵上方加载覆盖层（嵌入寄生贴片的周期电阻性表面，如图１．４??所示），利用周期电阻性表面的吸波特性，在较宽的频率范围内缩减了缝隙天线阵的ＲＣＳ，??再利用寄生贴片以保持较高的增益。??｜Ｍ｜｜?ｉＪＳＩＢｌａｆ?Ｉ??：Ｉ：Ｍ?｜｜ｉｎｌ９??入?ＪＨＳＨＩＩＳＳｆｆｌＢ??（ａ）天线阵的立体结构?（ｂ）嵌入寄生贴片的周期电阻性表面??图１．４基于周期电阻性表面的低ＲＣＳ缝隙天线阵??Ｆｉｇ．?１．４?Ｌｏｗ?ＲＣＳ?ｓｌｏｔ?ａｎｔｅｎｎａ?ａｒｒａｙ?ｕｓｉｎｇ?ｔｈｅ?ｐｅｒｉｏｄｉｃ?ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ?ｓｕｒｆａｃｅ??图１．５基于双开口锯齿环形结构的吸波材料??Ｆｉｇ．?１．５?Ａｂｓｏｒｂｉｎｇ?ｍａｔｅｒｉａｌ?ｕｓｉｎｇ?ｄｏｕｂｌｅ?ｓｐｌｉｔ－ｓｅｒｒａｔｉｏｎ－ｒｉｎｇ?ｓｔｍｃｔｕｒｅｓ??文献［２８］提出了一种基于双开口锯齿环形结构的吸波材料，如图１．５所示。通过利??用锯齿结构提高了表面电流密度，且利用ＦＲ４的介质损耗将电磁波的能量吸波掉。文献??－５－??
?大连海事大学专业学位硕士学位论文???Ｍａｔｅｒｉａｌ，?ＲＡＭ）。当敌方探测器发射电磁波探测涂覆有吸波材料的目标时，这个电磁波??会被ＲＡＭ吸收并以热能的形式损耗掉，从而使雷达天线具有隐身的特性［２？６］。但是，??ＲＡＭ的吸波特性肯定会对天线的增益和效率产生一定的影响。为了缓解这个技术缺陷，??文献［２７］通过在缝隙天线阵上方加载覆盖层（嵌入寄生贴片的周期电阻性表面，如图１．４??所示），利用周期电阻性表面的吸波特性，在较宽的频率范围内缩减了缝隙天线阵的ＲＣＳ，??再利用寄生贴片以保持较高的增益。??｜Ｍ｜｜?ｉＪＳＩＢｌａｆ?Ｉ??：Ｉ：Ｍ?｜｜ｉｎｌ９??入?ＪＨＳＨＩＩＳＳｆｆｌＢ??（ａ）天线阵的立体结构?（ｂ）嵌入寄生贴片的周期电阻性表面??图１．４基于周期电阻性表面的低ＲＣＳ缝隙天线阵??Ｆｉｇ．?１．４?Ｌｏｗ?ＲＣＳ?ｓｌｏｔ?ａｎｔｅｎｎａ?ａｒｒａｙ?ｕｓｉｎｇ?ｔｈｅ?ｐｅｒｉｏｄｉｃ?ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ?ｓｕｒｆａｃｅ??图１．５基于双开口锯齿环形结构的吸波材料??Ｆｉｇ．?１．５?Ａｂｓｏｒｂｉｎｇ?ｍａｔｅｒｉａｌ?ｕｓｉｎｇ?ｄｏｕｂｌｅ?ｓｐｌｉｔ－ｓｅｒｒａｔｉｏｎ－ｒｉｎｇ?ｓｔｍｃｔｕｒｅｓ??文献［２８］提出了一种基于双开口锯齿环形结构的吸波材料，如图１．５所示。通过利??用锯齿结构提高了表面电流密度，且利用ＦＲ４的介质损耗将电磁波的能量吸波掉。文献??－５－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]电磁超材料研究进展[J]. 梅中磊,张黎,崔铁军. 科技导报. 2016(18)
[2]超宽带相位梯度超表面设计[J]. 郭文龙,王光明,李海鹏,蔡通,侯海生. 微波学报. 2016(03)
[3]基于超材料和FSS的全频微带天线RCS减缩[J]. 李振亚,张建华,杨文凯. 航天电子对抗. 2015(04)
[4]基于开口椭圆环的高效超宽带极化旋转超表面[J]. 余积宝,马华,王甲富,冯明德,李勇峰,屈绍波. 物理学报. 2015(17)
[5]一种微带线高隔离度功分器的设计[J]. 杜明亮,孟明霞,刘昊,李连辉,李鹏程. 微波学报. 2012(S2)
[6]电磁波的极化及其应用[J]. 王被德. 电波科学学报. 1999(03)
博士论文
[1]天线雷达截面减缩与极化旋转反射面的设计应用研究[D]. 贾永涛.西安电子科技大学 2017
[2]基于左手材料的飞行器隐身设计研究[D]. 徐含乐.西北工业大学 2015
[3]动态目标雷达回波实时模拟技术及应用[D]. 王胜.国防科学技术大学 2011
[4]天线雷达散射截面分析与控制术研究[D]. 路宝.西安电子科技大学 2011
硕士论文
[1]极化转换表面的设计及其应用研究[D]. 王晨阳.西安电子科技大学 2019
[2]基于棋盘状人工磁导体阵列的微带天线散射性能改善[D]. 姚佩.中北大学 2018
[3]喇叭天线RCS减缩技术的研究[D]. 李强.西安电子科技大学 2006
本文编号：3507480
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