本文關鍵詞：低RCS載體上寬帶天線及陣列的隱身設計

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【摘要】：目標的隱身性能逐漸成為現代電子信息戰(zhàn)爭中武器裝備的重要研制指標,其中低RCS平臺上寬帶天線的隱身設計是近年來的研究熱點。本文主要研究了漸變縫隙天線(TSA)的輻散射特性,對Vivaldi天線單元與其變形天線單元及陣列進行了隱身設計。其中具體的研究內容包括:首先,分析天線散射的基本理論并結合散射天線在開路和短路情況下的散射特性,由天線散射場的基礎理論公式推導得到天線端接任意負載時的散射場,同時使得天線散射場的結構項和模式項得以分離。總結了一般微帶天線頻帶展寬和RCS減縮的方法。其次,設計了一款符合工程應用的Vivaldi天線,給出了天線的S11、增益方向圖、雷達截面(RCS)等參數。再以該天線為基礎,系統(tǒng)地分析對比了具有不同漸變線形式和饋電方式的Vivaldi天線的RCS特性,而后選擇具有更低散射特性的對跖Vivaldi天線為參考,通過Bessel擬合曲線替代指數漸變線的改進設計得到兩款隱身對跖Vivaldi天線,RCS在整個工作頻帶內(4.3GHz~12GHz)均得到有效減縮,且阻抗帶寬在低頻端可獲得至少0.5GHz的拓展。分析了介質基板延拓結構對Vivaldi天線輻散射特性的影響,發(fā)現槽縫型延拓可有效縮減天線RCS。然后,研究了陣列天線單元端接不同負載時影響RCS相位變化可使不同單元產生的散射場相互抑制,通過調整加載負載或饋電相位的方式控制陣列天線RCS。再利用Vivaldi天線單元巴倫變化產生不同波程差,將天線錯落式組陣,各單元產生的反射波矢量迭加相消,在兼顧輻射特性的同時減縮陣列天線的RCS。最后,基于低RCS載體平臺的應用背景,設計了一種寬帶吸波結構WRAM,并將H面組陣的Vivaldi陣列置于不同平臺,仿真結果表明該吸波結構及傾斜的光滑曲面可有效降低天線陣列的RCS,實現陣列隱身設計的目的。
【關鍵詞】：Vivaldi天線 雷達截面(RCS) 陣列天線 隱身設計
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN820
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 研究的背景與意義9-10
• 1.2 國內外研究現狀10-11
• 1.3 本文的研究內容及貢獻11-12
• 1.4 本論文的結構安排12-14
• 第二章 天線散射理論14-24
• 2.1 散射相關的一些基本概念14-15
• 2.2 天線散射分析15-18
• 2.2.1 天線的RCS構成16-17
• 2.2.2 天線散射的模式分離17-18
• 2.3 微帶天線頻帶展寬方法18-20
• 2.4 微帶天線RCS減縮方法20-22
• 2.5 本章小結22-24
• 第三章 寬帶天線RCS減縮方法24-47
• 3.1 寬帶天線的散射特性24-28
• 3.2 不同形式Vivaldi天線對比28-34
• 3.3 低RCS對跖Vivaldi天線設計34-43
• 3.3.1 設計思路34-35
• 3.3.2 天線結構35-37
• 3.3.3 天線性能37-43
• 3.4 介質基板延拓方法縮減RCS43-46
• 3.5 本章小結46-47
• 第四章 陣列天線RCS控制技術47-59
• 4.1 陣列天線的散射分析47-49
• 4.2 陣列稀疏化對RCS影響49-51
• 4.3 波束掃描對RCS的影響51-54
• 4.3.1 寬帶與寬角掃描的矛盾52-53
• 4.3.2 波束掃描陣列數據分析53-54
• 4.4 波程對消減縮陣列天線RCS54-58
• 4.4.1 陣列設計思想54-56
• 4.4.2 天線陣列設計56-58
• 4.5 本章小結58-59
• 第五章 天線系統(tǒng)及平臺隱身設計59-64
• 5.1 天線系統(tǒng)隱身方法59
• 5.2 寬帶吸波結構WRAM設計59-61
• 5.3 低RCS平臺上的Vivaldi陣列61-63
• 5.4 本章小結63-64
• 結束語64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻66-70
• 攻讀碩士學位期間取得的成果70-71

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本文編號：617722