極化旋轉(zhuǎn)超材料在天線RCS縮減中的應(yīng)用.pdf

1、現(xiàn)代電子信息技術(shù)的進(jìn)步促使軍事電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，在未來戰(zhàn)爭中，海、陸、空、天、電磁五維一體的戰(zhàn)場格局將成為常態(tài)。隨著各種新體制雷達(dá)的發(fā)展，各種軍用載體例如飛行器、軍艦的隱身特性越來越受到關(guān)注。載體的低雷達(dá)散射截面特性能夠降低敵方雷達(dá)對(duì)于己方目標(biāo)的探測能力，從而提高己方目標(biāo)的戰(zhàn)場生存能力和突防能力。對(duì)于一些小型的載體，例如無人機(jī)，天線的雷達(dá)散射截面（RCS）成為整機(jī)RCS的主要貢獻(xiàn)部分。而天線是各種無線電設(shè)備必不可少的器件，承擔(dān)著發(fā)射和

2、接收電磁波的工作。在復(fù)雜的電磁環(huán)境中，如何在提高載體隱身性能的同時(shí)保持天線的正常工作是一個(gè)難點(diǎn)，成為各大軍事強(qiáng)國研究的熱點(diǎn)。公開文獻(xiàn)顯示，天線RCS的縮減技術(shù)從二十世紀(jì)八十年代開始研究，經(jīng)過了30多年的發(fā)展，取得了一定的進(jìn)步。但是天線作為一個(gè)特殊的散射體，輻射和散射是兩個(gè)相互矛盾的方面。傳統(tǒng)的RCS控制技術(shù)不能簡單的應(yīng)用到天線上。本文主要研究了兩種極化旋轉(zhuǎn)材料在天線RCS縮減中的作用。論文的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　　1.極化

3、旋轉(zhuǎn)材料作為一種新型的人工電磁材料，最開始是應(yīng)用在太赫茲和光波段，最近幾年極化旋轉(zhuǎn)材料才被應(yīng)用到微波頻段。對(duì)反射型和透射型極化旋轉(zhuǎn)材料進(jìn)行了簡要的介紹。
　　2.提出了極化旋轉(zhuǎn)材料可以用于散射能量的控制，用于構(gòu)造低RCS的表面，并且利用普通線極化縫隙陣列天線和低RCS的表面結(jié)合，設(shè)計(jì)了一款低RCS的天線。仿真和實(shí)測結(jié)果顯示，當(dāng)電磁波垂直入射到新型天線和參考天線上時(shí)，實(shí)現(xiàn)了天線在6GHz到18GHz的寬帶單站RCS縮減；并且天線的輻

4、射性能，例如增益，阻抗帶寬，方向圖保持良好。比較詳細(xì)的分析了極化旋轉(zhuǎn)材料的極化旋轉(zhuǎn)原理，探究了電磁波垂直入射時(shí)，單站RCS縮減的機(jī)理。
　　3.提出了將棋盤型的極化旋轉(zhuǎn)材料用于圓極化天線的RCS縮減，這種方法能夠在實(shí)現(xiàn)天線帶內(nèi)RCS縮減的同時(shí)提高天線的增益。棋盤型極化旋轉(zhuǎn)材料是將極化旋轉(zhuǎn)陣列按照棋盤型方式排布而成。一方面，這種極化旋轉(zhuǎn)材料具有反射型極化旋轉(zhuǎn)特性：當(dāng)線極化的入射波垂直照射到材料上時(shí)，在寬帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)了反射波與入射波相位相