機載天線散射峰值的規避方法研究

《機載天線散射峰值的規避方法研究》是依託西安電子科技大學，由姜文擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：機載天線散射峰值的規避方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：姜文
• 依託單位：西安電子科技大學

中文摘要

針對目前隱身技術對天線散射性能提出的要求，機載天線散射峰值的規避問題已成為決定整機隱身性能的關鍵。本項目將以機載天線為研究對象，採用時域頻域協同分析方法揭示天線散射峰值的產生機理，研究天線散射峰值的規避方法，為提高飛機的整體隱身性能奠定理論基礎。本項目擬進行的研究內容如下：.1、低RCS載體的設計方法研究。通過工程最佳化方法設計低RCS載體，為精確計算天線在實際工作環境中的散射特性提供計算和分析模型。.2、天線散射峰值機理研究。從時域和頻域相結合的角度研究機載天線散射峰值的產生機理和變化規律，為散射峰值規避方法的研究提供理論基礎和分析依據。.3、兼顧天線工作性能的天線散射峰值規避方法研究。通過“修形”、“LHM結構-天線”一體化設計、附加“廣義延時線”等技術手段，掌握具有針對性的機載天線散射峰值規避方法，為隱身機載平台的天線設計提供支持。

結題摘要

本項目重點針對機載天線散射峰值的產生機理及規避方法展開研究，首先研究了低散射載體的分析與設計方法，提出杏仁體和水滴狀兩種低RCS載體，兩種載體在威脅空域內均具有極低的散射特性；其次，項目中基於時域頻域綜合分析方法，研究了機載天線散射峰值的產生機理；最後，基於八種不同技術，重點研究了機載天線散射峰值的規避方法，具體方法如下：（1）修行技術：通過分析輻射和散射時天線表面上分布電流的不同，對Vivaldi天線表面的金屬貼片進行修形，達到降低天線散射峰值的目的；（2）載入互補開口諧振環（CSRR）結構：根據CSRR的較寬頻帶的濾波特性，在Vivaldi天線輻射電流較弱的區域蝕刻CSRR結構，可實現類似於具有濾波特性的傳輸線結構，實現電磁波斜入射下的散射峰值規避；（3）“LHM結構-天線”一體化設計：將LHM結構作為天線覆層，利用左手材料所具有的零折射率特性，將天線的散射峰值從威脅空域規避至安全空域；（4）載入光子帶隙（PBG）結構：根據光子帶隙結構的濾波和抑制表面波特性，通過載入PBG結構抑制Vivaldi天線的散射場；（5）載入基片集成波導（SIW）結構：在Vivaldi天線輻射電流分布較小的區域載入SIW結構，利用SIW的引向作用，將感應電流重新分配，從而使主要威脅區域的RCS得到縮減；（6）載入寬頻人工磁導體（AMC）結構：AMC的反射相位為0°，理想金屬板（PEC）的反射相位為180°，將PEC和AMC按照混合排布的方式載入到天線上，利用PEC和AMC之間的相位差特性，使得反射波相消；（7）“廣義延時線”技術：對於陣列天線，改變各單元到信號源路徑的長度，則各單元受到的饋電將有一組相位差。最佳化這組相位差，使陣列的天線模式項散射峰值偏離天線最大輻射方向；（8）載入極化轉換超材料（PCM）結構：PCM可改變反射波的極化特性，將PCM陣列與其鏡像陣列排布成棋盤型後，PCM陣列與其鏡像陣列的反射波相差為180°，利用相位相消的原理可以將電磁波散射峰值規避到其他方向。