隱身化武器作戰(zhàn)平臺是現(xiàn)代戰(zhàn)爭的發(fā)展趨勢,通信天線的隱身成為制約武器平臺整體隱身性能的重要問題之一。常規(guī)的隱身手段,如外形設(shè)計與吸波材料在天線隱身設(shè)計中具有改變輻射性能的局限性,而超材料、人工電磁材料因具有不同的電磁特性最近備受關(guān)注,其出現(xiàn)也為研究天線隱身問題帶來了新思路。本文主要針對隱身平臺對通信天線的隱身需求,開展超材料與平臺通信天線相結(jié)合的隱身技術(shù)研究。針對天線結(jié)構(gòu)模式項散射,利用超材料的不同性質(zhì)實現(xiàn)天線雷達散射截面（RCS）縮減,完成平臺通信天線寬帶隱身,天線、天線罩與低散射平臺一體化分析與研究等相關(guān)工作。首先借鑒共面緊湊型電磁帶隙結(jié)構(gòu)的共面設(shè)計,并采用交指電容方式對蘑菇型EBG結(jié)構(gòu)改進得到新型UC-EBG結(jié)構(gòu),使其具有小型化和較寬的同相位反射帶寬的優(yōu)點。然后設(shè)計帶狀線饋電的四單元微帶陣列驗證新型單元的散射縮減效果,根據(jù)加載UC-EBG結(jié)構(gòu)后天線的輻射和散射性能變化情況,綜合優(yōu)化其與天線貼片的布局,得到合適的周期單元數(shù)量。最終使整個天線結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為無源對消表面,降低正入射條件下的帶外散射,并同時利用單元旋轉(zhuǎn)技術(shù)縮減天線的帶內(nèi)散射。極化旋轉(zhuǎn)表面通過相位對消也可用于天線散射縮減中,設(shè)計... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

隱身武器平臺示

第一章緒論3亞波長尺度上操縱入射波波前相位、幅度與極化而吸引了廣泛關(guān)注。隨著其更多的電磁特性被發(fā)現(xiàn)，人們可以針對不同應(yīng)用專門設(shè)計滿足性能要求，去取代笨重復(fù)雜的傳統(tǒng)器件，其應(yīng)用方面包括吸波[19-20]、電磁隱身[21-23]、波前相位和極化調(diào)控[24-26]等等。圖1-2等效負介電常數(shù)的周期線結(jié)構(gòu)和開口環(huán)結(jié)構(gòu)本文主要研究電磁帶隙結(jié)構(gòu)、極化旋轉(zhuǎn)表面和頻率選擇表面三種較為經(jīng)典的超材料技術(shù)以及它們在天線RCS縮減中的應(yīng)用前景，所以接下來介紹這幾種超材料的發(fā)展情況：（1）電磁帶隙結(jié)構(gòu)（ElectromagneticBandgap，EBG）是由光學(xué)領(lǐng)域中光子帶隙（PhotonicsBandgap）衍生而來，它是一種能夠在一定頻段內(nèi)改變或影響不同入射角、不同極化電磁波傳播的人工電磁周期結(jié)構(gòu)[27]。D.Sievenpiper提出了經(jīng)典的電磁帶隙結(jié)構(gòu)Mushroom-likeEBG結(jié)構(gòu)[28]，如圖1-3(a)所示，這種結(jié)構(gòu)作為代表性的電磁帶隙結(jié)構(gòu)具有幾個重要特性，高阻表面特性、表面波帶隙特性、同相反射相位特性。通過等效LC并聯(lián)諧振電路分析可知EBG結(jié)構(gòu)具有高表面阻抗，可以抑制一定頻帶內(nèi)表面電磁波傳播，呈現(xiàn)表面波帶隙特性，可用于降低天線單元間的互耦，如圖1-3(b)所示。而對于入射波具有同相位反射特性，這種類似理想磁導(dǎo)體的特性被稱為人工磁導(dǎo)體（Artificialmagneticconductor，AMC）特性。(a)(b)圖1-3電磁帶隙結(jié)構(gòu)示意圖(a)Mushroom型EBG結(jié)構(gòu)；(b)抑制天線單元間互耦

第一章緒論3亞波長尺度上操縱入射波波前相位、幅度與極化而吸引了廣泛關(guān)注。隨著其更多的電磁特性被發(fā)現(xiàn)，人們可以針對不同應(yīng)用專門設(shè)計滿足性能要求，去取代笨重復(fù)雜的傳統(tǒng)器件，其應(yīng)用方面包括吸波[19-20]、電磁隱身[21-23]、波前相位和極化調(diào)控[24-26]等等。圖1-2等效負介電常數(shù)的周期線結(jié)構(gòu)和開口環(huán)結(jié)構(gòu)本文主要研究電磁帶隙結(jié)構(gòu)、極化旋轉(zhuǎn)表面和頻率選擇表面三種較為經(jīng)典的超材料技術(shù)以及它們在天線RCS縮減中的應(yīng)用前景，所以接下來介紹這幾種超材料的發(fā)展情況：（1）電磁帶隙結(jié)構(gòu)（ElectromagneticBandgap，EBG）是由光學(xué)領(lǐng)域中光子帶隙（PhotonicsBandgap）衍生而來，它是一種能夠在一定頻段內(nèi)改變或影響不同入射角、不同極化電磁波傳播的人工電磁周期結(jié)構(gòu)[27]。D.Sievenpiper提出了經(jīng)典的電磁帶隙結(jié)構(gòu)Mushroom-likeEBG結(jié)構(gòu)[28]，如圖1-3(a)所示，這種結(jié)構(gòu)作為代表性的電磁帶隙結(jié)構(gòu)具有幾個重要特性，高阻表面特性、表面波帶隙特性、同相反射相位特性。通過等效LC并聯(lián)諧振電路分析可知EBG結(jié)構(gòu)具有高表面阻抗，可以抑制一定頻帶內(nèi)表面電磁波傳播，呈現(xiàn)表面波帶隙特性，可用于降低天線單元間的互耦，如圖1-3(b)所示。而對于入射波具有同相位反射特性，這種類似理想磁導(dǎo)體的特性被稱為人工磁導(dǎo)體（Artificialmagneticconductor，AMC）特性。(a)(b)圖1-3電磁帶隙結(jié)構(gòu)示意圖(a)Mushroom型EBG結(jié)構(gòu)；(b)抑制天線單元間互耦

【參考文獻】：
期刊論文
[1]超表面相位調(diào)控原理及應(yīng)用[J]. 李雄,馬曉亮,羅先剛.  光電工程. 2017(03)
[2]基于寬帶棋盤型人工磁導(dǎo)體的微帶天線RCS縮減技術(shù)[J]. 楊辰,何芒,章傳芳,孫厚軍.  微波學(xué)報. 2017(01)
[3]基于電阻膜與分形頻率選擇表面的超薄寬頻帶超材料吸波體的設(shè)計[J]. 程用志,聶彥,龔榮洲,王鮮.  物理學(xué)報. 2013(04)
[4]飛機隱身技術(shù)及其雷達對抗措施[J]. 馬井軍,趙明波,張開鋒,穆仕博.  國防科技. 2009(03)
[5]高阻表面交指形電容設(shè)計公式的改進[J]. 鄭秋容,李有權(quán),張輝,袁乃昌.  電子學(xué)報. 2007(12)
[6]天線散射理論研究[J]. 劉英,龔書喜,傅德民.  電子學(xué)報. 2005(09)
[7]飛行器表面電磁缺陷及雷達吸波材料應(yīng)用[J]. 桑建華,周海.  航空材料學(xué)報. 2003(02)
[8]分形在天線雷達散射截面減縮中的應(yīng)用[J]. 劉英,龔書喜,傅德民.  微波學(xué)報. 2003(02)
[9]準(zhǔn)三維頻率選擇表面的矢量模式分析[J]. 史為民,章文勛.  東南大學(xué)學(xué)報. 1990(06)

博士論文
[1]平臺天線一體化寬帶隱身關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 周龍建.電子科技大學(xué) 2017
[2]廣義電磁諧振與EBG電磁局域諧振研究及應(yīng)用[D]. 李龍.西安電子科技大學(xué) 2005

碩士論文
[1]電磁場周期結(jié)構(gòu)模式匹配方法的研究[D]. 陳程.南京郵電大學(xué) 2018



本文編號：3005721