天線、頻率選擇表面及導(dǎo)電板的雷達(dá)散射截面分析與控制.pdf

1、在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭中，雷達(dá)作為一種主要探測設(shè)備已得到了廣泛應(yīng)用。因此，軍事系統(tǒng)與平臺針對于雷達(dá)的隱身性能是衡量其戰(zhàn)場生存能力的一項重要指標(biāo)。我方軍事目標(biāo)的合適雷達(dá)隱身設(shè)計，可使我方軍事目標(biāo)對敵方雷達(dá)探測實(shí)現(xiàn)有效回避，延遲我方軍事目標(biāo)被敵方雷達(dá)發(fā)現(xiàn)的時間，迫使敵方雷達(dá)防御系統(tǒng)降低其戰(zhàn)斗效能，由此可提升我方軍事目標(biāo)的戰(zhàn)場生存能力。
　　雷達(dá)隱身設(shè)計或雷達(dá)低可探測性設(shè)計目前主要通過雷達(dá)散射截面減縮來完成。根據(jù)已公開的報道，作為發(fā)展相對較成熟與

2、應(yīng)用相對較廣泛的兩種雷達(dá)隱身設(shè)計技術(shù)措施，外形隱身與雷達(dá)波吸收材料已能合適地減縮軍事平臺的雷達(dá)散射截面。而對于現(xiàn)代雷達(dá)隱身軍事平臺，其上的一些關(guān)鍵部件、子系統(tǒng)已被理論或?qū)嵺`地證明為主要散射源，如包含天線與天線罩的天線系統(tǒng)。這些主要散射源常產(chǎn)生較強(qiáng)的雷達(dá)散射，從而趨向于對軍事平臺的整體雷達(dá)隱身性能產(chǎn)生影響。同時，為了確保這些關(guān)鍵部件、子系統(tǒng)自身的良好工作性能，適用于普通散射體的傳統(tǒng)隱身技術(shù)措施可能得不到簡單直接的應(yīng)用。
　　為了奠定

3、平臺整體雷達(dá)隱身性能改善的基礎(chǔ)，對產(chǎn)生強(qiáng)雷達(dá)散射的關(guān)鍵部件、子系統(tǒng)進(jìn)行雷達(dá)散射截面減縮設(shè)計，研究并探索合適的雷達(dá)散射截面減縮新措施，是具有實(shí)際意義的一項工作。另一方面，針對當(dāng)前被廣泛使用的戰(zhàn)場電磁探測，雷達(dá)誘偏也逐漸顯現(xiàn)出其對提高我方有效軍事系統(tǒng)與平臺戰(zhàn)場生存能力的重要性。因此，對特定目標(biāo)進(jìn)行雷達(dá)散射截面增強(qiáng)設(shè)計，同樣是具有實(shí)際意義的一項工作。本文主要研究了天線、頻率選擇表面及導(dǎo)電板的雷達(dá)散射截面減縮，以及導(dǎo)電板的雷達(dá)散射截面增強(qiáng)，簡述

4、如下：
　　第一章介紹了雷達(dá)散射截面控制的研究背景與一些研究意義；介紹了天線、頻率選擇表面及導(dǎo)電板雷達(dá)散射截面減縮的研究現(xiàn)狀，以及雷達(dá)散射截面增強(qiáng)的研究現(xiàn)狀；并概述了本文的主要研究內(nèi)容。
　　第二章以多端口天線或陣列天線的等效網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，介紹了天線的極化總散射矩陣，并細(xì)節(jié)地介紹了單端口與雙端口天線的極化總散射矩陣。
　　第三章提出了一種基于 PIN衰減器二極管加載電路的微帶貼片天線單元與陣列雷達(dá)散射截面減縮新措施，獲得

5、了天線在低雷達(dá)散射截面狀態(tài)與最佳輻射狀態(tài)之間的一種可電控轉(zhuǎn)換設(shè)計；構(gòu)造了一種包含條帶型頻率選擇表面單元的復(fù)合接地板，并將其用于一副微帶貼片天線的雷達(dá)散射截面減縮設(shè)計，在較大的空間區(qū)域內(nèi)獲得了減縮效果；以介質(zhì)諧振器天線為例，介紹了可用于天線模與結(jié)構(gòu)模散射項相互抵消的特殊端接阻抗，從而獲得天線的雷達(dá)散射截面減縮；提出了具有低雷達(dá)散射截面特性的新型平面雙層四臂螺旋天線設(shè)計以及電阻加載的平面雙臂阿基米德螺旋天線設(shè)計。
　　第四章以等效電路

6、模型為基礎(chǔ)，對傳統(tǒng)二維帶通響應(yīng)頻率選擇表面通帶以外低、高頻端的強(qiáng)反射進(jìn)行了降低設(shè)計，以吸收方式獲得了較寬的低反射頻帶。同時，在吸收頻帶內(nèi)合適地保持了一個具有較小插入損耗的傳輸窗口。傳輸通帶兩端強(qiáng)反射的降低有助于減縮強(qiáng)雷達(dá)散射截面，從而改善軍事平臺的雷達(dá)隱身性能。
　　第五章以等效電路模型為基礎(chǔ)，對單層電路模擬雷達(dá)波吸收材料進(jìn)行了仔細(xì)研究，首次以雙方環(huán)為單元結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了單層電路模擬雷達(dá)波吸收材料工作頻帶內(nèi)三個諧振的觀察與設(shè)計，從而針對

7、單層電路模擬雷達(dá)波吸收材料實(shí)現(xiàn)了優(yōu)良的帶寬與厚度綜合性能。在此基礎(chǔ)上，借助高阻抗表面的同相反射特性，提出了一種工作頻帶內(nèi)具有四個諧振的設(shè)計，以獲得進(jìn)一步的吸收帶寬擴(kuò)展。寬吸收頻帶意味著導(dǎo)電板的寬帶雷達(dá)散射截面減縮。此外，設(shè)計了寬帶平行板波導(dǎo)結(jié)構(gòu)用于測試小規(guī)模一維樣品在寬頻帶范圍內(nèi)的反射系數(shù)。
　　第六章介紹了導(dǎo)電板的雷達(dá)散射截面特征，以空基、移動軍事平臺為應(yīng)用背景，提出了一種新穎的基于準(zhǔn)超方向性再輻射概念的側(cè)向雷達(dá)散射截面增強(qiáng)設(shè)計