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微带天线及天线阵列RCS缩减研究

作　者: 徐杰
导　师: 陈美娥
学　校: 北京交通大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 微带天线散射雷达散射截面开槽短路针共面紧凑型电磁带隙结构
分类号: TN822
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

目标的隐身性能在现代电子战中起着十分重要的作用,它是提高自身突防能力和安全性的重要因素。天线作为一种特殊的散射体,其高增益意味着它将是其载体散射的主要来源之一,因此如何降低天线系统的散射对于提高整个平台的隐身性能来说至关重要。同时,为了保证天线的正常工作,在降低天线散射的同时必须要确保天线辐射性能不受到影响,因此常规的隐身措施,例如涂覆吸波材料无法应用在天线上。本文针对微带天线及阵列天线RCS缩减技术进行了研究,提出了两种减小微带天线及天线阵列RCS的有效方法,研究了这两种方法在微带天线RCS缩减中的应用并设计了低散射的微带天线及阵列天线。研究表明,这些方法的应用不仅能够有效降低微带天线及天线阵的RCS,同时还能基本保持微带天线及天线阵的辐射性能。本论文的主要工作可以归纳为以下三点：1.研究了矩形微带天线的基本结构和原理,根据微带天线腔模理论分析,分别研究了开槽技术和加载短路针技术对微带天线辐射性能和散射性能的影响,并将这两种方法综合运用到微带天线上,通过抑制微带天线的高次模的方式来减小其RCS,综合运用这两种方法既能够显著降低微带天线带外的RCS,又不影响天线的正常工作。2.研究分析了共面型电磁带隙结构(UC-EBG)的特性,并利用其带阻特性和同相反射特性对微带天线的RCS进行缩减。在微带天线辐射贴片周围加载UC-EBG结构,设计了一种低散射的微带天线,并分析了入射平面波不同的极化方式情况下,加载的UC-EBG结构对微带天线单站RCS和双站RCS的影响。仿真结果显示,低散射微带天线带内的后向散射降幅达13dBsm,并且微带天线的辐射特性保持不变。这表明这种方法是一种有效减小微带天线RCS的设计方法。3.利用UC-EBG结构对微带天线RCS缩减的研究结果,分别针对带内和带外RCS缩减,设计了两种加载UC-EBG结构的4单元微带天线阵。仿真结果显示,通过控制UC-EBG的结构尺寸,能够在微带阵列天线辐射性能基本保持不变的情况下,分别实现微带阵列天线带内和带外RCS的缩减。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-9
目录  9-11
1 绪论  11-15
  1.1 研究背景及意义  11
  1.2 研究现状  11-13
  1.3 本文主要内容  13-15
2 基本理论及方法  15-24
  2.1 微带天线的辐射机理  15-19
  2.2 天线散射机理  19-23
    2.2.1 雷达散射截面的概念  19-21
    2.2.2 天线散射机理  21-23
  2.3 本章小结  23-24
3 开槽和短路针加载缩减微带天线RCS  24-37
  3.1 微带天线设计  24-26
  3.2 表面开槽技术  26-30
  3.3 短路针加载技术  30-33
  3.4 低散射微带天线设计  33-36
  3.5 本章小结  36-37
4 UC-EBG加载缩减微带天线及阵列天线RCS  37-59
  4.1 EBG简介  37-40
  4.2 UC-EBG的特性研究  40-45
    4.2.1 UC-EBG结构及原理  40-42
    4.2.2 UC-EBG的特性  42-45
  4.3 UC-EBG加载缩减微带天线RCS  45-49
  4.4 UC-EBG加载缩减微带阵列天线RCS  49-58
    4.4.1 带内低散射微带阵列天线  51-54
    4.4.2 带外低散射微带阵列天线  54-58
  4.5 本章小结  58-59
5 结束语  59-61
  5.1 本文的主要工作  59
  5.2 后续工作与展望  59-61
参考文献  61-64
作者简历  64-66
学位论文数据集  66

微带天线及天线阵列RCS缩减研究

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