本文關(guān)鍵詞：極化旋轉(zhuǎn)超材料在天線RCS縮減中的應(yīng)用

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【摘要】：現(xiàn)代電子信息技術(shù)的進(jìn)步促使軍事電子技術(shù)的迅猛發(fā)展,在未來戰(zhàn)爭中,海、陸、空、天、電磁五維一體的戰(zhàn)場格局將成為常態(tài)。隨著各種新體制雷達(dá)的發(fā)展,各種軍用載體例如飛行器、軍艦的隱身特性越來越受到關(guān)注。載體的低雷達(dá)散射截面特性能夠降低敵方雷達(dá)對于己方目標(biāo)的探測能力,從而提高己方目標(biāo)的戰(zhàn)場生存能力和突防能力。對于一些小型的載體,例如無人機(jī),天線的雷達(dá)散射截面(RCS)成為整機(jī)RCS的主要貢獻(xiàn)部分。而天線是各種無線電設(shè)備必不可少的器件,承擔(dān)著發(fā)射和接收電磁波的工作。在復(fù)雜的電磁環(huán)境中,如何在提高載體隱身性能的同時保持天線的正常工作是一個難點(diǎn),成為各大軍事強(qiáng)國研究的熱點(diǎn)。公開文獻(xiàn)顯示,天線RCS的縮減技術(shù)從二十世紀(jì)八十年代開始研究,經(jīng)過了30多年的發(fā)展,取得了一定的進(jìn)步。但是天線作為一個特殊的散射體,輻射和散射是兩個相互矛盾的方面。傳統(tǒng)的RCS控制技術(shù)不能簡單的應(yīng)用到天線上。本文主要研究了兩種極化旋轉(zhuǎn)材料在天線RCS縮減中的作用。論文的主要內(nèi)容包括以下幾個方面:1.極化旋轉(zhuǎn)材料作為一種新型的人工電磁材料,最開始是應(yīng)用在太赫茲和光波段,最近幾年極化旋轉(zhuǎn)材料才被應(yīng)用到微波頻段。對反射型和透射型極化旋轉(zhuǎn)材料進(jìn)行了簡要的介紹。2.提出了極化旋轉(zhuǎn)材料可以用于散射能量的控制,用于構(gòu)造低RCS的表面,并且利用普通線極化縫隙陣列天線和低RCS的表面結(jié)合,設(shè)計了一款低RCS的天線。仿真和實測結(jié)果顯示,當(dāng)電磁波垂直入射到新型天線和參考天線上時,實現(xiàn)了天線在6 GHz到18 GHz的寬帶單站RCS縮減;并且天線的輻射性能,例如增益,阻抗帶寬,方向圖保持良好。比較詳細(xì)的分析了極化旋轉(zhuǎn)材料的極化旋轉(zhuǎn)原理,探究了電磁波垂直入射時,單站RCS縮減的機(jī)理。3.提出了將棋盤型的極化旋轉(zhuǎn)材料用于圓極化天線的RCS縮減,這種方法能夠在實現(xiàn)天線帶內(nèi)RCS縮減的同時提高天線的增益。棋盤型極化旋轉(zhuǎn)材料是將極化旋轉(zhuǎn)陣列按照棋盤型方式排布而成。一方面,這種極化旋轉(zhuǎn)材料具有反射型極化旋轉(zhuǎn)特性:當(dāng)線極化的入射波垂直照射到材料上時,在寬帶內(nèi)實現(xiàn)了反射波與入射波相位相差90度左右。另一方面,極化旋轉(zhuǎn)材料還具有透射作用,當(dāng)天線發(fā)射的線極化波垂直照射到材料上時,得到圓極化波。仿真和實測結(jié)果顯示,新型天線與參考天線相比,RCS在寬帶內(nèi)實現(xiàn)了縮減,并且實現(xiàn)了帶內(nèi)帶外的縮減,圓極化軸比帶寬變寬,增益提高。
【關(guān)鍵詞】：雷達(dá)散射截面(RCS) 極化旋轉(zhuǎn)材料 縫隙陣列天線 圓極化天線 輻射性能 散射性能 寬帶
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN820
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 符號對照表12-14
• 縮略語對照表14-17
• 第一章 緒論17-25
• 1.1 研究的背景和意義17-18
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-22
• 1.2.1 國內(nèi)外研究概況18-19
• 1.2.2 國內(nèi)外研究最新進(jìn)展19-22
• 1.3 論文研究內(nèi)容及作者主要工作22-25
• 第二章 天線散射和極化旋轉(zhuǎn)基本理論25-35
• 2.1 雷達(dá)散射截面（Radar Cross Section）25-26
• 2.2 天線RCS縮減的一般方法26-27
• 2.3 極化旋轉(zhuǎn)材料的基本原理27-30
• 2.3.1 反射型極化旋轉(zhuǎn)材料27-28
• 2.3.2 透射型極化旋轉(zhuǎn)材料28-30
• 2.4 極化旋轉(zhuǎn)材料縮減RCS的構(gòu)想30-32
• 2.4.1 兩種AMC結(jié)構(gòu)縮減RCS的機(jī)理30-31
• 2.4.2 極化旋轉(zhuǎn)材料縮減RCS的機(jī)理31-32
• 2.5 本文涉及到的幾個概念簡介32-34
• 2.5.1 順序旋轉(zhuǎn)饋電基本原理32-33
• 2.5.2 關(guān)于極化的定義33-34
• 2.6 本章小結(jié)34-35
• 第三章 基于極化旋轉(zhuǎn)材料的縫隙陣列天線的寬帶RCS縮減35-49
• 3.1 引言35
• 3.2 極化旋轉(zhuǎn)材料的設(shè)計35-42
• 3.2.1 魚骨型單元結(jié)構(gòu)及極化旋轉(zhuǎn)機(jī)理35-37
• 3.2.2 RCS的極化旋轉(zhuǎn)率37-40
• 3.2.3 PCM縮減RCS的機(jī)理40-42
• 3.3 參考天線和新型天線結(jié)構(gòu)圖42-43
• 3.4 參考天線和新型天線的輻射特性分析43-45
• 3.5 參考天線和新型天線的散射特性分析45-47
• 3.6 本章小結(jié)47-49
• 第四章 基于棋盤型極化旋轉(zhuǎn)材料的低RCS高增益圓極化天線設(shè)計49-71
• 4.1 引言49
• 4.2 新型極化旋轉(zhuǎn)材料的透射特性和反射特性研究49-54
• 4.2.1 新型極化旋轉(zhuǎn)材料的透射特性50-52
• 4.2.2 新型極化旋轉(zhuǎn)材料的反射特性在圓極化FP諧振腔中的應(yīng)用52-53
• 4.2.3 新型極化旋轉(zhuǎn)材料加上金屬板后的反射特性53-54
• 4.3 極化旋轉(zhuǎn)材料的參數(shù)掃描以及單元天線的輻射特性54-60
• 4.3.1 參數(shù)掃描55-58
• 4.3.2 單元天線的尺寸58-59
• 4.3.3 單元天線的輻射特性59-60
• 4.4 高增益低RCS圓極化天線的設(shè)計60-65
• 4.4.1 棋盤型極化旋轉(zhuǎn)材料的低RCS特性60-64
• 4.4.2 基于順序轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)饋電的圓極化縫隙天線64-65
• 4.5 新型天線的結(jié)構(gòu)圖65-66
• 4.6 參考天線和新型天線的輻射特性分析66-69
• 4.7 參考天線和設(shè)計天線的散射特性分析69-70
• 4.8 本章小結(jié)70-71
• 第五章 結(jié)論和展望71-73
• 5.1 研究結(jié)論71
• 5.2 研究展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 致謝77-79
• 作者簡介79-81

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