低散射平面及共形天線陣列理論及實現方法研究

《低散射平面及共形天線陣列理論及實現方法研究》是依託北京交通大學，由陳美娥擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：低散射平面及共形天線陣列理論及實現方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：陳美娥
• 依託單位：北京交通大學

項目摘要

低輪廓平面及共形天線是高速飛行器上常用的一類天線，降低其散射截面已經成為降低目標總散射截面的關鍵。現有的不少研究重點放在天線中的輻射單元部分，即研究如何減小微帶天線貼片的散射，而從整體上研究降低散射截面的不多。本項目前期研究表明，低輪廓天線的基板產生的散射很強，而這類天線的基板是隨天線一起安裝到目標上的，因此單獨研究其中一部分的散射對低散射天線的設計幫助不大。本項目著眼於如何使低輪廓平面及共形天線陣列的總散射截面最小，準備從系統角度研究天線整體低散射的可能性及低到什麼程度；同時從整體結構調整和局部結構調整兩方面，研究實現包括微帶天線陣列、縫隙天線陣列、平面螺旋天線、平面對數周期天線在內的低輪廓天線低散射的方法，以及這些天線共形後理論上和方法上的改進。本項目的研究將使我們從總體上認識低輪廓天線的散射機理，從系統的角度給出低散射天線設計的思路和方法，對降低載有這類天線的目標的散射具有重要意義。

結題摘要

本項目在最小散射天線理論和剩餘散射方法研究的基礎上，從另一個角度來研究具有低散射特性的低輪廓和共形天線陣列的理論和實現方法。本項目從低輪廓及平面天線陣列的理論研究、低散射天線及天線陣實現方法研究、實驗研究等3方面取得了以下成果：1、在理論研究方面，用散射分離法完成了微帶天線散射場構成的研究，以直線型偶極天線、空間螺旋型偶極天線、平面螺旋型偶極天線分析天線結構與輻射場及散射場之間的關係，對研究複雜的低RCS天線和最佳化天線的尺寸具有重要的參考意義。2、在實現方法研究方面，採用一系列措施實現了低散射平面天線的設計，如在微帶天線的地板上載入縫隙並在縫隙處載入四分之一波長短路諧振腔，減小天線帶內RCS的同時保證了天線的輻射性能；利用頻率選擇表面的帶通或帶阻特性，將頻率選擇表面載入到輻射貼片上，輻射貼片周圍或用其替換金屬地板的方法設計低散射微帶天線，並在此基礎上設計製作低散射微帶天線陣；調節饋電點位置(偏饋)使微帶天線工作頻帶與其最低固有散射頻帶重合的方法，降低天線工作頻帶內RCS；採用無源對消技術，在天線陣中增加非輻射單元，使非輻射單元產生的散射場與輻射單元產生的散射場相抵消，從而達到縮減天線工作頻帶內的RCS；研究了微帶天線陣共形前後輻射及散射性能的變化，研究了彎曲方式、曲率半徑等因素對圓柱共形微帶天線陣的輻射及散射性能的影響，並設計了低散射共形微帶天線陣。3、在實驗研究方面，製作了多種所設計的低散射天線及天線陣並對它們的輻射、散射性能進行測量，分析。研究成果在包括IEEE AWPL、International Journal of AP、ISAPE在內的本領域重要期刊和國際會議上發表論文共7篇，獲授權國家實用新型專利1項，申請發明專利2項；培養博士生1名，碩士生6名。項目負責人及項目組成員參加國際會議交流共4人次。