微帶天線的數(shù)學(xué)建模理論與數(shù)值分析方法研究.pdf

1、現(xiàn)代無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)以及軍事電子對(duì)抗技術(shù)的快速發(fā)展，迫切要求民用和軍用通信系統(tǒng)所配備的微帶天線具有寬頻帶或者低RCS等特性，使得高性能的寬頻帶微帶天線以及低RCS微帶天線的研制成為一項(xiàng)緊迫且具有重大理論意義和工程意義的課題。本文密切結(jié)合“十五”國(guó)防預(yù)研重點(diǎn)項(xiàng)目“機(jī)載導(dǎo)航及電子戰(zhàn)天線RCS減縮控制技術(shù)研究”和“無(wú)人機(jī)載天線RCS減縮控制技術(shù)研究”以及“電大尺寸目標(biāo)RCS計(jì)算”，著重圍繞平面多層介質(zhì)的微帶天線的快速計(jì)算、電大尺寸目標(biāo)RCS計(jì)

2、算、大型微帶陣列天線的快速分析、寬頻帶微帶天線和低RCS微帶天線的分析設(shè)計(jì)以及樣機(jī)制作等方面展開研究。作者的主要工作和創(chuàng)造性成果可概括為： 1.系統(tǒng)地研究了離散復(fù)鏡像法(DCIM)快速求解平面分層介質(zhì)的空間域格林函數(shù)的基本原理和操作過(guò)程。采用有效的方法處理了表面波對(duì)求解空間域格林函數(shù)的影響，計(jì)算了近區(qū)和遠(yuǎn)區(qū)的空間域格林函數(shù)。對(duì)離散復(fù)鏡像法中使用的展開函數(shù)和積分路徑做了分析比較，提出了一種合適的展開函數(shù)和積分路徑，能夠快速精確地計(jì)

3、算任意平面分層介質(zhì)的空間域格林函數(shù)。 2.研究了基于混合位積分方程的可以精確分析平面多層微帶結(jié)構(gòu)電特性的空間域矩量法。在空間域格林函數(shù)的基礎(chǔ)上，采用基于平面三角形矢量基函數(shù)的空間域矩量法求解混合位積分方程，快速分析了任意形狀的多層微帶貼片天線的電特性。首先分析了微帶貼片的散射特性；然后結(jié)合縫隙電壓源模型，計(jì)算了微帶線饋電的微帶天線的特性；最后結(jié)合磁流環(huán)模型，采用附加?；瘮?shù)模擬線面結(jié)合處的電流分布，計(jì)算了同軸線饋電的微帶天線的電

4、性能。 3.研究了自適應(yīng)積分方法(AIM)在計(jì)算電大尺寸目標(biāo)的電特性中的應(yīng)用。首先研究了自適應(yīng)積分方法的基本原理和操作過(guò)程，并使用該方法快速計(jì)算了電大尺寸導(dǎo)體的散射特性，大大減少了傳統(tǒng)矩量法需要的存儲(chǔ)量和計(jì)算時(shí)間。然后，將自適應(yīng)積分算法與基于混合位積分方程的空間域矩量法相結(jié)合，使用較少的計(jì)算機(jī)內(nèi)存，快速計(jì)算了大型微帶貼片陣列的散射特性和大型微帶陣列天線的輻射特性。 4.研究了寬頻帶微帶天線的設(shè)計(jì)和制作。使用多層結(jié)構(gòu)，在饋

5、電探針頂端引入圓形金屬片來(lái)抵消饋電探針的感性，有效地增加了微帶天線的工作帶寬。使用這種設(shè)計(jì)思路，用矩量法對(duì)天線進(jìn)行細(xì)致的調(diào)整，設(shè)計(jì)制作了兩副分別工作在740～960MHz和1.813～2.319GHz的頻率范圍的寬頻帶微帶天線。 5.研究了微帶天線的RCS減縮。首先研究了采用在微帶貼片天線上開槽的方法降低微帶天線RCS的機(jī)理，采用空間域矩量法分析了不同開槽形式對(duì)微帶天線的輻射特性和RCS特性的影響，設(shè)計(jì)了一副具有較好的輻射特性和