微帶天線RCS減縮新技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)武器裝備的戰(zhàn)場(chǎng)生存力、突防能力受到日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為了有效降低這一威脅，低可見(jiàn)武器平臺(tái)成為各國(guó)大力發(fā)展的新技術(shù)。對(duì)于低可見(jiàn)武器平臺(tái)，天線系統(tǒng)作為一種特殊的散射體，往往會(huì)對(duì)整個(gè)平臺(tái)的隱身性能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。盡管外形和加載吸波材料技術(shù)在一定程度上能夠減縮天線 RCS，但是會(huì)對(duì)天線的自身輻射產(chǎn)生影響。因此天線系統(tǒng)要保持良好的輻射性能，傳統(tǒng)的RCS減縮技術(shù)就不能直接被用于其RCS減縮。如何在保證天線輻射性

2、能的同時(shí)，盡可能多的減縮其 RCS，已經(jīng)成為制約整個(gè)系統(tǒng)隱身性能的瓶頸問(wèn)題。本論文正是基于這種實(shí)際應(yīng)用背景的需求，在保證不改變天線輻射結(jié)構(gòu)的同時(shí)，通過(guò)新技術(shù)、新方法的應(yīng)用達(dá)到減縮微帶天線RCS的目的。具體來(lái)說(shuō)，論文的主要內(nèi)容可以概括為以下幾個(gè)方面：
　　1：天線作為一種特殊的散射體，其散射場(chǎng)包括結(jié)構(gòu)模式項(xiàng)和天線模式項(xiàng)，因此其散射機(jī)理比較復(fù)雜。論文首先對(duì)天線的散射理論做了介紹，在此基礎(chǔ)之上，總結(jié)了一些用于天線RCS減縮的常用方法。該

3、散射理論為本論文后續(xù)有關(guān)天線RCS減縮的相關(guān)內(nèi)容提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
　　2：人造磁導(dǎo)體(artificial magnetic conductor-AMC)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新的人工材料。由于其獨(dú)特的高阻抗特性，AMC被廣泛運(yùn)用于低剖面天線設(shè)計(jì)，天線 RCS減縮等領(lǐng)域。作為一種諧振結(jié)構(gòu)，AMC同樣具有工作帶寬較窄的特性，因此無(wú)法在較寬的頻段范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)天線RCS減縮。為了解決這一問(wèn)題，本論文中提出了混合AMC結(jié)構(gòu)。通過(guò)合理的

4、結(jié)合兩種工作在不同頻段的AMC單元，可以實(shí)現(xiàn)4-12GHz頻帶范圍內(nèi)的微帶天線RCS減縮。
　　3：相對(duì)于帶外RCS減縮，天線帶內(nèi)RCS減縮更加困難。這是因?yàn)樘炀€帶內(nèi)RCS和微帶天線自身輻射性能息息相關(guān)。正是基于這種現(xiàn)實(shí)情況的考慮，論文中探索了利用微帶諧振腔結(jié)構(gòu)減縮微帶陣列天線帶內(nèi)RCS的可能性。仿真和實(shí)測(cè)結(jié)果表明，該方法可以在很大程度上減縮微帶天線帶內(nèi) RCS，同時(shí)保證微帶天線的輻射性能不受明顯的影響。與常規(guī)的帶內(nèi)RCS減縮方法

5、相比，該方法具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)。
　　4：梯度漸變表面(gradient-index metasurfaces)是近年來(lái)發(fā)展的一種新型的人工超材料。通過(guò)合理的設(shè)計(jì)該表面的相位特性，該材料可以表現(xiàn)出PW-SW轉(zhuǎn)換和奇異反射等特性。論文中設(shè)計(jì)了一種耶路撒冷十字型梯度漸變表面，通過(guò)利用該結(jié)構(gòu)的 PW-SW轉(zhuǎn)化和奇異反射特性，可以實(shí)現(xiàn)微帶縫隙陣列天線6-18GHz頻帶范圍內(nèi)的寬帶RCS減縮。相比于傳統(tǒng)的天線RCS減縮技術(shù)，該方法可以同時(shí)實(shí)