涂层物质中的电磁脉冲特性与雷达截面减缩

讨论在被探测目标表面涂敷雷达波吸收材料时 ,电磁脉冲在损耗媒质中的传播与雷达散射截面减缩的问题 .首先研究电波在两层损耗媒质中电磁波的反射和透射 ,通过对复反射系数的研究 ,得到了一些有价值的结果 .然后再研究电磁波在 3层乃至更多层损耗媒质中的反射和透射 ,得出了有用的表达式 ,它便于雷达散射截面的计算 。

一种新型频率选择表面及其在天线雷达散射截面减缩中的应用

为了减缩天线的雷达散射截面,该文提出一种新型带阻频率选择表面结构(FSS)。对于入射电磁波,该结构与传统方环结构相比具有窄阻带和宽通带特性。因此该结构能代替天线的传统金属地板从而减缩天线的结构项雷达散射截面(RCS)。仿真与测试结果表明该结构作为天线地板可很大程度的减缩天线的雷达散射截面。

幅相同调的吸波-对消雷达散射截面减缩超表面设计

更宽的工作频带和更低的雷达散射截面(radar cross section,RCS)一直是低可探测领域研究的热点,然而这两者往往难以兼顾.鉴于此,本文提出了一种幅相同调的吸波-对消RCS减缩超表面,通过在宽带范围内同时设计两个单元的反射相位和反射幅度,使目标RCS在空间域和能量域分别获得10 d B以上减缩,从而通过叠加获得20 d B以上的宽带RCS减缩.仿真和实验结果表明,在两种极化下,幅相同调的吸波-对消RCS减缩超表面可以在6.10—12.15 GHz频带范围内获得20 d B以上的RCS减缩效果,同时10 d B减缩带宽为4.3—14.2 GHz.所设计的超表面具有减缩幅度大、减缩频带宽、质量轻、单层结构、极化稳定性好、柔性易共形等优点,有望为低可探测材料研制以及低可探测装备性能提升提供新的技术途径.

利用高阻抗表面缩减天线雷达截面的新方法

针对现有雷达截面(RCS)减缩技术会导致天线辐射性能退化,体积、重量和成本增加,减缩性能受安装精度影响而不稳定的缺点,提出了一种缩减天线RCS的新方法.将高阻抗表面(HIS)与天线制作于介质板的同一表面,使HIS的同相反射相位带隙的频率与天线工作频率重合,通过高阻抗表面与天线的散射场的对消来减小天线的雷达散射截面,从而实现对垂直照射的天线工作频带内的同极化威胁雷达波的隐身.实验结果表明:在天线工作频带内,其RCS得到了5.3dB以上的减缩,同时,带外RCS亦得到了有效的抑制,S11的-10dB并未展宽,天线间的互耦得到了有效抑制.

反射面天线带内雷达散射截面

天线的雷达散射截面是由结构散射项和模式散射项两个部份组成。在天线工作频率上，虽然模式散射项可以通过调整馈源匹配使其很小，但是宽频带的匹配实现起来并不容易。所以单单通过馈源匹配来降低天线的雷达散射截面所获得的带宽较窄，而且不能解决正交极化的ＲＣＳ问题。本文分析了反射面天线带内的雷达散射截面，并就几种ＲＣＳ减缩措施进行了讨论。

一种双宽带雷达散射截面减缩的超表面设计方法

超表面由于其灵活的电磁波调控能力而受到广泛关注,基于其在雷达散射截面(radar cross section,RCS)减缩设计中受限于工作频带单一、设计通用性低的问题,文中提出一种新型的叠层型超表面设计方法,来灵活实现双宽带的RCS减缩.首先设计了工作在两个频带且具有极化旋转特性的超表面结构及低通频率选择表面(frequency selective surface,FSS),并将其与两个极化旋转超表面相集成,形成了具有双频带极化旋转特性的超表面结构;然后基于极化相消原理,将该阵列进行旋转排布,形成2×2的阵列结构,以实现在6.6~12.7 GHz和27.8~38.1 GHz两个频带内−10 dB的RCS减缩.对所设计的超表面结构进行实物加工,实测结果与仿真结果对比吻合良好,从而验证了双带RCS减缩的良好特性.

一种极化选择多频带的低雷达截面积反射屏

利用互补开口环谐振器的谐振特性,设计了一种极化选择多频带人工磁导体,并采用相位对消的方法,将此新型人工磁导体和理想电导体组合,提出了一种具有极化选择特性的多频带低雷达截面积反射屏.当电磁波以水平极化和垂直极化照射该屏时,分别产生2个和3个低雷达截面积频段,具有多频段极化选择吸波特性.

基于对消超表面的角反射器宽带RCS减缩设计

角反射器结构对入射电磁波有很强的反射能力,装备平台上一些不可避免的角结构会导致较大的雷达散射截面(radar cross section,RCS),不利于装备隐身和生存.为实现角反射器结构的隐身设计,本文提出一种基于相位对消超表面的二面角反射器(dihedral corner reflector,DCR)的单站RCS减缩方法.论文首先分析了采用相位对消超表面实现DCR RCS减缩的基本原理,然后设计了两种超表面单元,反射相位差180°±37°的相位对消频带为7.6~17.6 GHz.两种超表面单元交错排布组成棋盘结构的相位对消超表面,能够减小宽带范围内平面结构的镜像方向双站RCS.用相位对消超表面替换DCR其中的一个侧面,在不改变反射器外形条件下,在整个X和Ku波段单站RCS实现了减缩,最大RCS减缩达到29.5 dB.仿真分析和测试结果均验证了采用相位对消超表面实现对DCR宽带RCS减缩的有效性.

一种减缩微带天线RCS的新型开槽结构

提出了一种能在较宽频带范围内减缩微带贴片天线雷达散射截面(RCS)的新结构。该结构通过对天线贴片开圆形槽和横槽减缩高频段的RCS,结合对接地板开纵槽减缩低频段的RCS,从而实现了整个频带内RCS的有效减缩。理论分析和仿真、实测结果表明,该结构在保证天线辐射性能的同时,对2 GHz～8 GHz频段有较大幅度的RCS减缩,最大减缩值达27.16 dB。

附加延时线的阵列天线模式项RCS减缩优化

减缩天线雷达散射截面时需要保证天线的基本辐射性能,这使得对其带内的雷达散射截面控制变得十分困难.为此,提出了加载不等长延时线的方法来实现阵列天线模式项雷达散射截面的减缩.由于天线模式项散射实质上是天线接收的入射能量经馈电内部不匹配处反射而从天线再次辐射所致,当给阵列单元与馈电网络之间接入一组延时线后,辐射能量只经过这组延时线一次,而散射能量却要通过两次.因此,优化每根延时线长度,调整辐射与散射间的相位差,就可在天线基本工作性能不变的前提下减缩其雷达散射截面.对双站、单站雷达散射截面减缩的实例表明,采用上述方法可使天线模式项雷达散射截面减缩14 dB以上.

一种新型开槽结构减缩微带天线RCS

现有开槽技术减缩微带天线RCS是以牺牲辐射性能为代价,文中提出了一种圆形槽与矩形槽相结合的开槽方式,这种方式可以实现RCS的有效减缩。理论分析和仿真、实测结果表明,该方法设计的微带天线在辐射性能没有变化的同时,在4～8GHz频率范围内单站RCS有了较大幅度的减缩,最大减缩量达到了22dBsm。

利用开槽和短路探针加载减缩微带天线RCS

提出利用开槽和加载短路探针等微带天线小型化技术,降低天线谐振频率,减小天线尺寸,抑制天线结构项散射从而实现天线雷达散射截面(RCS)减缩.在微带天线上应用此方法所得的仿真结果表明,使用该方法后天线工作频带内的RCS可降低4 dB左右,而天线的增益下降不到0.4 dB,从而保证天线的辐射性能的同时,明显地减小了工作频带内天线的雷达散射截面.

阵列天线RCS分析及减缩

阵列天线的散射场由结构项散射场和模式项散射场2部分组成,在低RCS阵面设计过程中,两者互为主导,相互制约,必须同时有效克服。文中给出了一些天线结构散射场和模式散射场的减缩方法,仿真结果表明它们能够有效降低天线阵面的雷达散射截面,达到天线隐身的目的,具有较好的工程实用性。

分形开槽减缩微带天线RCS

分形由于其独特的结构及性能早已在天线的设计中有所应用,但较少地应用于天线雷达散射截面减缩。本文首次将分形思想应用到开槽微带天线中。设计了一副分形开槽微带天线,与常规微带天线相比,在辐射性能降低不多的同时较好地实现了整个频带RCS减缩。

一种微带天线RCS减缩方法研究

针对微带天线辐射性能提高和RCS减缩这一矛盾,寻求一种对辐射性能影响较小的微带天线RCS减缩新方案。分析了几种RCS减缩方法对微带天线辐射性能及其散射特性的影响,给出了一种综合利用微带贴片上缝隙加载、短路针加载及接地板开缝的微带天线RCS减缩新方法。实现了在天线的工作频率保持不变,增益、带宽损失很小的情况下,微带天线RCS在较宽的频带内得到较大幅度的减缩。仿真实验表明该综合方法是一种较好RCS减缩方法,对微带天线隐身技术有重要的借鉴作用。

阻抗型FSS在阵列天线RCS减缩中的应用

设计了一种环状阻抗型频率选择表面吸波结构,并对其单元的电磁特性进行了详细分析.在此基础上将该阻抗型频率选择表面吸波结构应用于微带阵列天线雷达散射截面的减缩中.阻抗型频率选择表面结构由周期排列的频率选择表面单元组成,每个单元均由3个阻抗环构成,阵列天线为2×2的微带贴片天线阵,并将阻抗性频率选择表面结构排列在阵列天线单元之间.仿真结果表明,该结构可在6~22GHz频段内表现出良好的吸波特性.将其加载于微带阵列天线时,对天线的辐射特性产生的影响较小,且天线的单站雷达散射截面减缩效果明显,最大减缩量可达27dB,实现了宽带、宽角域的天线雷达散射截面减缩.

双H形槽减缩微带天线RCS

开槽早已在微带天线的设计中有所应用,主要是用来改善辐射性能,虽然在天线雷达散射截面减缩中也有应用,但带内减缩效果不太明显。文章结合加载短路针的方式,经过大量仿真实验,找到了一种能很好减缩RCS同时辐射性能降低很少的开槽方式———双H形槽。文章给出了双H形槽的辐射性能及散射特性,并与原天线做了分析比较。

基于超材料的双频微带天线RCS减缩研究

针对双频微带天线的带内雷达散射截面减缩问题,提出了一种加载型微带天线。通过在贴片周围加载吸波超材料,天线的带内雷达散射截面得到有效减缩。该超材料吸波体仅由两层金属及其中间的有耗介质组成,底面金属不刻蚀,顶面由双环方形贴片组成。仿真结果表明:当天线周围加载吸波材料后,在保持天线辐射性能基本不变的情况下,双频带的雷达散射截面分别获得8.0d B和5.5d B的减缩。

基于垂直镜面RCS减缩的周期结构弯曲性能探究及设计

超材料技术越来越多地应用于雷达散射截面(RCS)减缩领域,但简单均匀结构加载在曲面目标上会出现减缩性能不稳定的问题。因此,利用CST仿真软件对电磁波入射到弯曲面情况模拟仿真,初步总结了弯曲状态下正方形周期结构RCS的性能变化规律及其原因。由于它的谐振条件被破坏,场分布不均匀,导致弯曲状态下RCS性能恶化。于是,提出了一种方环均匀结构,在不引入复杂图形的基础上,可在弯曲状态下保持RCS减缩性能的稳定。结果表明,目标体弯曲度在0°~40°,方环均匀结构在11.7~15.4 GHz内可以保证RCS减缩性能的稳定。

小型化方法减缩微带全向天线RCS

本文利用短路探针及开槽的方法对一种微带全向天线进行了小型化设计，在满足辐射性能要求的情况下，使其雷达散射截面（RCS）在工作频带内得到10dB减缩。