相控陣偶極子天線單元散射場的有限元法研究.pdf

1、新一代機載相控雷達天線陣—金屬底板上立體介質片上偶極子天線陣的后向RCS研究具有重要價值。目前尚未見到文獻報道，它不能用現(xiàn)在廣泛用的復鏡像技術和混合位積分方程的MOM求解。擬采用有限元法和吸收邊界方法計算其一個單元的散射和后向雷達散射截面RCS。國外文獻報道了用這一方法求解(立體介質片)的Vivaldi天線的散射，本題目采用此方法研究偶極子天線是一次創(chuàng)新。
　　實際的機載相控陣雷達天線，其單元數達1000以上。其散射場的分析是采用

2、有限元分區(qū)技術(FEM-DDM)將全域分解成子域(一個單元即一個子域)計算，從而將變量數高達710—910減小到目前計算資源允許的范圍內(106—107)，一個單元的計算量大約為(104—105)。
　　本文機載相控陣雷達采用金屬底板(d=680mm圓形平板)上豎立的電介質片上的印刷偶極子天線陣。它的立體介質片印刷電路的結構不適用于現(xiàn)有的分析微帶貼片的全波混合位積分方程(Full wave mixed potential inte

3、gral equation)用矩量法(MoM)的求解方法。原因是積分方程的核心(kernel)格林函數的求解非常困難。
　　有限元法(FEM)有很強的處理復雜介質的能力。場域只需寫出一個FEM方程，場域中有不同的介質時只需在剖分單元中代入相應介質的介電常數和磁導率即可。對復雜的輻射單元采用FEM分析，容易建立計算模型和獲得較準確的電磁場解。但對于大型天線陣，由于變量數太大(例如，大于710)，從而需要很長的計算時間和對內存的很大需

4、求。
　　本文采用FETI-DPEM方法研究印刷偶極子天線的一個單元在平面波入射下的散射場的計算方法、后向RCS機理分析和減小后向RCS的可行性研究；為相控陣雷達天線陣的散射分析和減小后向RCS研究奠定基礎。并為雷達天線的隱身設計提供理論指導及參考價值。
　　相控陣天線是一門高度綜合的科學技術，它的發(fā)展很大程度上依賴于微電子、電真空、光電子等技術的發(fā)展。對相控陣雷達的需求也是對這些相關技術發(fā)展的一種重要推動力?？傊赃m應程