《複合超材料隱身曲面天線罩理論與套用研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由吳微微擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：複合超材料隱身曲面天線罩理論與套用研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：吳微微
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
飛彈及其他飛行體的隱身可以減小敵方雷達截獲，增加戰場生存能力。但一般的雷達導引頭及機載雷達都具有較強的雷達反射回波。故研製隱身曲面天線罩對飛彈和飛機及其他飛行體的隱身具有重要意義。隱身天線罩一方面對天線進行物理保護，使天線在自身工作頻帶內性能更卓越；另一方面，在帶外對敵方雷達實現隱身。本項目研究的核心內容是從理論方面著手深入細緻地研究新型複合超材料隱身曲面天線罩與單脈衝天線的互動作用機理。在不同幾何結構、不同入射角和不同極化等條件下，研究該天線罩的等效媒質參數、透波性能和吸波性能；研究天線罩載入後單脈衝天線的輻射性能和隱身性能。提出一種由超材料頻率選擇表面和超材料吸波材料複合的新型電磁結構以滿足複合超材料曲面天線罩電磁性能的要求。對平面和曲面複合超材料周期性結構分別進行理論研究和最佳化仿真，並製作和測量其性能，以驗證理論分析方法的正確性。最終研製出複合超材料隱身曲面天線罩進行實驗驗證。
結題摘要
飛彈及其他飛行體的隱身可以減小敵方雷達截獲，增加戰場生存能力。但一般的雷達導引頭及機載雷達都具有較強的雷達反射回波。故需要研製隱身天線罩對飛彈和飛機及其他飛行體上的天線實施物理和電磁保護，同時降低其雷達散射截面，達到隱身的目的。主要研究了具有一個通帶和通帶雙側的高低頻帶上各有一個吸波頻帶的複合超材料周期結構。通帶內，可以讓被罩天線自由通信。吸波頻帶對敵方雷達來波具有吸收作用，入射的敵方雷達來波不再反射回去，從而大大減小了被罩天線的雷達散射截面，很好地實現隱身。 1. 取得的主要研究進展：設計出了多種複合超材料周期結構，並對其中兩種結構進行了加工測試， 測試內容包括該周期結構的傳輸/反射係數。並將周期結構和天線相結合，得到被罩天線的輻射特性和雷達散射截面特性等。 2. 重要結果：通過對複合超材料的單元結構進行仿真，對加工後的複合超材料進行傳輸/反射特性測試、對複合超材料天線罩-天線一體化結構的增益、雷達散射截面等特性的測量，得知本項目設計的複合超材料能在某一個頻帶上實現電磁透明特性，在該頻帶兩側的高低頻帶上對電磁波進行吸收的特性。 3. 關鍵數據：複合超材料周期結構最關鍵的數據為其傳輸/反射係數、複合超材料天線罩-天線一體化結構的增益隨頻率變化和雷達散射截面隨頻率變化數據。 4. 數據的科學意義：複合超材料周期結構的傳輸/反射係數能預測該結構和天線形成一體化結構後的各項性能。傳輸係數曲線中，透波頻帶就是當天線被該複合超材料周期結構罩上時，能正常工作的頻帶。在這個透波頻帶內，罩在天線上的複合超材料周期結構對於天線來說是電磁透明的，天線能自由地收發電磁信號，進行通信等。當傳輸係數和反射係數同時小於-10dB的情況下，可以認為在這樣的頻帶內，該複合超材料周期結構展示了其吸波特性，即照射到該周期結構上的電磁波既沒有穿透該周期結構，繼續輻射下去，又沒有被該周期結構按原路反射回去，而是被該周期結構的特殊結構吸收了，電磁能量耗散在了該周期結構中。 5. 套用前景：該複合超材料周期結構能套用在雷達系統的天線罩中，是雷達天線罩一種很好的選擇。在雷達系統的工作頻帶上，該天線罩是電磁透明的，不妨礙雷達系統的通信或探測目標。在工作頻帶的兩側，有高低兩個頻帶同時具有吸波特性。當敵方雷達工作在這兩個吸波頻帶內的任意頻率上，並照射到帶複合超材料天線罩的我方雷達系統的天線上時，其電磁能量是被吸收。
