電抗加載雷達(dá)罩壁等效平板透波性能的分析和優(yōu)化.pdf

1、雷達(dá)罩是航空航天雷達(dá)系統(tǒng)的重要組成部分。在雷達(dá)罩的設(shè)計(jì)中應(yīng)用周期電抗加載結(jié)構(gòu)，是實(shí)現(xiàn)寬頻帶的一種技術(shù)途徑和有效方法，并可以減小雷達(dá)罩壁的厚度，采用這種周期電抗加載結(jié)構(gòu)也可以實(shí)現(xiàn)頻率選擇的特性。該結(jié)構(gòu)的透波特性是單元形狀、尺寸及陣列參數(shù)的函數(shù)，同時(shí)介質(zhì)結(jié)構(gòu)也對(duì)透波特性有很大的影響，因此在對(duì)其透波特性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，優(yōu)化參量多，目標(biāo)函數(shù)復(fù)雜。應(yīng)用準(zhǔn)確、高效的計(jì)算方法對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，是透波性能優(yōu)化的前提。 本文采用有限元法和傳輸矩陣

2、法分析了周期性電抗加載結(jié)構(gòu)的透波特性，并對(duì)金屬絲電抗加載實(shí)心半波壁雷達(dá)罩等效平板的透波特性進(jìn)行遺傳算法優(yōu)化。本文首先介紹了有限元法的基本理論，接著系統(tǒng)地推導(dǎo)了有限元法與Floquet模定理混合算法的計(jì)算公式，以適應(yīng)求解無限大周期結(jié)構(gòu)的散射問題的要求。在驗(yàn)證理論建模和計(jì)算程序的正確性之后，分別對(duì)加載多層金屬柵和復(fù)雜截面介質(zhì)柵結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，得到了相應(yīng)的斜入射情況下透射系數(shù)的頻響曲線。然后應(yīng)用傳輸矩陣法對(duì)細(xì)金屬絲電抗加載結(jié)構(gòu)的透波特性進(jìn)行了

3、分析研究，該方法基于解析公式，計(jì)算速度快，能適應(yīng)工程分析與設(shè)計(jì)快速簡潔的要求。在誤差允許的范圍內(nèi)，半徑足夠細(xì)間距足夠密的金屬絲可用等效特征阻抗表示，通過傳輸矩陣的相乘可以方便地獲得電抗加載結(jié)構(gòu)的傳輸特性。本文計(jì)算了實(shí)心半波壁和A夾層雷達(dá)罩等效平板結(jié)構(gòu)的傳輸系數(shù)和插入相位延遲，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析。最后針對(duì)電抗加載實(shí)心半波壁結(jié)構(gòu)，應(yīng)用遺傳算法求出不同優(yōu)化準(zhǔn)則下的平板厚度、金屬絲的布置間距以及金屬絲的直徑等參量的近似最優(yōu)解，使得透波率以及