基于分形超材料吸波体的微带天线设计

基于十字分形结构,设计了一种小型化、超薄、高吸波率以及无表面损耗层的超材料吸波体。该吸波体是由两层金属及其中间的有耗介质组成,上层金属是由周期性蚀刻十字分形的贴片组成的电谐振器,下层金属不蚀刻,作为整个金属地板。通过优化结构参数,吸波体单元尺寸仅为0.13λ,厚度为0.0093λ,最大吸波率达99.6%。将此吸波体加载于普通微带天线上,制备了一种新型超材料天线。仿真和实验结果表明:相比普通微带天线,新天线在5.52~5.68 GHz工作频带内,法向RCS减缩都在3 dB以上,最大减缩量达13.5 dB,单站RCS在-18°^+18°角域减缩超过3 dB,且天线辐射性能保持不变,证实了该吸波体具有良好的吸波效果,可以应用于微带天线的带内隐身。

基于UC-EBG的吸波结构设计及其在微带天线中的应用

在共面紧凑型光子晶体结构(Uniplanar Compact Electromagnetic Bandgap,UC-EBG)基础上加载集总电阻,设计出一种新型吸波结构,并分析了其吸波原理。将其加载于微带天线,用于减缩天线带内雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)。仿真结果表明,在谐振频点,该吸波结构的吸波率达到99.8%。加载该结构后,天线的辐射性能基本保持不变,而对于垂直入射的TE波和TM波,其带内RCS分别减缩了26.22 dB和15.08 dB。实测结果与仿真结果较为吻合,证实了该结构可以减缩微带天线的带内RCS,从而提高其带内隐身性能。

基于EBG吸波材料的波导缝隙天线设计

为了改善波导缝隙天线的散射性能，设计了一种电磁带隙（electromagnetic band gap，EBG）结构的吸波材料，从导纳圆图、表面电流和电场分布等方面分析了其吸波机理。其厚度为0．3mm，吸波率达到99．9％，将其加载于波导缝隙辐射金属基板上，得到了低雷达散射截面的波导缝隙天线。仿真结果表明：加载后的天线回波损耗和增益基本不变，在5．48～5．75GHz工作频带内，法向RCS减缩都在3dB以上，最大减缩达到15．8dB，单站RCS在-18°～18°角域减缩超过3dB。证实了该吸波结构有良好的吸波效果，可以用于波导缝隙天线带内隐身。