频率选择雷达吸波体研究进展

近年来频率选择雷达吸波体(FSR)受到了越来越多的关注,不同于传统的频率选择表面(FSS),FSR能够吸收带外具有威胁性的电磁波,同时无耗透射带内需要的电磁波。因此,采用FSR设计而成的雷达天线罩覆盖在雷达前方并不会影响雷达的正常工作。FSR在军事应用上具有很大的潜力,可以用来减少雷达散射截面(RCS)并提升隐身性能。文章介绍了FSR的国内外研究现状,针对现有FSR类型的部分缺失,提出一类新型的带吸型FSR并给出对应定义,在此基础上研究了一系列具有不同性能面向不同应用的带吸型FSR。

小型化偏振不敏感宽带雷达吸波体结构研究

针对传统频率选择雷达吸波体存在的尺寸和偏振敏感性问题,提出了一种偏振不敏感宽带吸波体结构。该结构的顶部为周期性排列的褶曲状交叉偶极拓扑,并在拓扑上采用了对称地集总电阻以实现宽带吸收。该结构的底部通过方形槽拓扑来实现带内传输。对整个结构的表面电流分布、等效电路模型和多种参数变化的影响进行分析。研究结果表明,无论是正入射情况还是斜入射情况,该结构原型的测量结果与模拟结果均吻合较好,在2.18 GHz~9.80 GHz范围内有较宽的吸收带(反射系数低于-10 dB),传输带出现在6 GHz处,插入损耗为0.56 dB。不同于现有的雷达吸波体结构,所提结构可以实现带内传输响应,且具有紧凑拓扑结构、偏振不敏感性和角度稳定性。

有源雷达吸波体加载调控特性研究

从传输线等效电路理论出发,设计了一种基于有源频率选择表面（active frequency selective surface,AFSS）雷达吸波结构,最上一层是表面层,为AFSS衬底;中间层是AFSS层,由频率选择表面（frequency selective surface,FSS）和多个PIN二极管组成;第三层为泡沫材料组成的介质层。由反射率测量结果表明,改变加载到PIN二极管两端的直流电压可以控制其反射特性,实现吸波效果灵活可调。另外,利用正弦波作为加载信号也可实现动态地调控;当正弦波频率分别为100 k Hz、1 MHz和5 MHz时,反射率在3.2-5.6 GHz频段内可获得优于-10 d B的吸波效果。

一种π型结构雷达吸波体的设计及仿真

为减小双基站雷达散射截面,增加天线系统的隐身功能,提出一种新型的π型结构频率选择雷达吸波体(FSR)结构。FSR结构由位于顶层的电阻层和位于底层的频率选择表面(FSS)层组成中间由蜂窝泡沫隔开。通过仿真软件优化结构参数,给出了不同角度下FSR散射曲线。仿真结果表明,该FSR能够在中心频率为11.7 GHz上实现传输,其插入损耗为0.68 dB。通过在电阻层中引入π型结构在吸收带中产生两个共振频率,实现超宽带吸波带,吸波带宽为2.6~8.74 GHz,其相对带宽达到108%。该FSR通过吸收带外电磁波,能够有效减小双基站雷达散射截面。

一种超薄宽带频率选择雷达吸波体的仿真设计

为了减小雷达散射截面,增加飞行器隐身功能,提出了一种新型的超宽频率选择雷达吸波体(FSR)结构。FSR具有带内传输、带外吸收电磁波的特点。设计的FSR结构由无损传输层和有损吸波层组成,中间用空气隔开。无损传输层采用十字缝隙与集总电容构成,用于实现高性能带内传输。吸波层设计了工字形与方形的组合结构,在吸收带内产生两上谐振频率,实现超宽带吸波。仿真结果表明,设计的FSR能够在中心频率为2.17GHz上实现高性能传输,其插入损耗仅为0.43dB,吸波带宽从5.8GHz到14.7GHz,其相对带宽达到86.8%。新型FSR能够实现带内通信,并吸收带外电磁波,从而能够有效减小飞行器的雷达散射截面。

基于超材料的吸波体设计及其波导缝隙天线应用

设计了一种基于超材料电磁特性的吸波体,并将其应用于波导缝隙天线.该吸波体是由两层金属及其中间的有耗介质组成,上层金属是由刻蚀交叉缝隙的贴片形成的电谐振器,下层金属不刻蚀,作为整个金属地板.通过优化结构参数,得到了一种极化不敏感、宽入射角的超薄吸波体,吸波率达到99.1%,厚度只有约0.01λ.将该吸波体应用与波导缝隙天线,在5.48—5.7 GHz工作频段内,天线雷达散射截面减缩都在3 dB以上,在鼻锥方向的-25°—+25°范围的角度上,天线雷达散射截面减缩均在5 dB以上,雷达散射截面减缩最大超过12 dB,而天线前向增益仅降低了0.53 dB.实验结果与仿真结果符合得较好,证实了该吸波体具有好的天线雷达散射截面减缩效果,可以应用于天线目标的隐身.