阻抗加载对微带天线辐射和散射的影响

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1、阻抗加载对微带天线辐射和散射的影响

2、第1...摘　要：计算了阻抗加载对微带天线RCS的影响，以及加载不同阻抗时天线的辐射性能。结果表明，阻抗加载主要降低天线带内RCS。适当的阻抗加载能有效降低天线RCS，同时还能保证天线的辐射性能。关键词：微带天线；RCS；RCSreduction；阻抗1　引言　　微带天线尺寸小、重量轻、成本低、设计简单，可以和其他物体共形，在飞行器低RCS天线应用中具有广阔的前景。　　到目前为止，对微带天线已经提出了各种各样的RCS减缩方法。天线RCS分为结构项和模式项［1］，前者由天线的实际物理结构决定，后者由天线终端阻抗失配造成能量的再辐射引起。微

3、带天线谐振频率点将出现RCS峰值。一般来说，天线RCS减缩方案都将增加系统的复杂性。另外，天线的性能，比如说增益，也会有所降低。Jackon［2］提出增加介质板损耗和覆盖损耗介质降低RCS的方法。天线RCS跟天线辐射效率和增益平方成正比，虽然这种方法能有效降低微带天线的RCS，但是这是以降低天线辐射效率和增益为代价，损耗太大，将导致天线不能正常工作。分布式电阻加载［3～4］可以在很宽的频率范围内实现RCS的减缩，但是仅仅计算了贴片的RCS减缩效果，并没有计算在加载之后天线的辐射性能。在微带天线4个角上加载电阻，虽然RCS减缩幅度很大，但是计算表明，这种情况下天线已经不能有

4、效辐射电磁波了。在考虑微带天线RCS减缩的同时，必须考虑天线的辐射性能，否则即使实现RCS大幅度减缩，但是已经不能作为天线使用，也是不实际的。　　本文计算了阻抗加载对微带天线RCS的影响，同时计算了对应情况下天线的辐射性能。计算结果表明，适当的阻抗加载能有效降低天线带内RCS，同时仍能保证天线的辐射。2　基本理论　　设贴片表面为S，平面入射电场为500)this.style.ouseg(this)">，贴片表面感应电流为500)this.style.ouseg(this)">，则总场：500)this.style.ouseg(this)">方程(2)就是关于贴片表面电流的

5、电场积分方程，把未知电流展开：500)this.style.ouseg(this)">其中：500)this.style.ouseg(this)">分量的矢量展开模式，In是N个未知系数。用矩量法，选择相同的基函数和检验函数，由方程(2)可以得到一个线性方程组：[Z][i]=[V](4)其中：［I］是长度为N包含方程(4)中的未知系数的电流列矢量，［Z］是N×N元的阻抗矩阵，［V］是长度为N的激励列矢量。［Z］和［V］的典型表达式为：500)this.style.ouseg(this)">其中：500)this.style.ouseg(this)">辐射的电场，积分域是微

6、带贴片的表面。Zmn的具体表达式由文献［5～9］可得。计算得到了贴片表面电流，就可以得到天线的散射场500)this.style.ouseg(this)">。单站RCS公式为：500)this.style.ouseg(this)">3　计算结果　　正方形微带贴片尺寸为：L×．Radiationandscatteringfromamicrostrippatchonauniaxialsubstrate．IEEETrans．AntennasPropagat．1987：AP-35，613-621．［4］VolakisJL，AlexanianA，JinJ．BroadbandRCSr

7、eductionofrectangularpatchbyusingdistributed　loading［J］．ElectronLett．1992，28：2322-23-23．［5］EdanH．Scatteringfromamicrostrippatch［J］．IEEETrans．AntennasPropagat，1987，AP-35，245-251．［6］RanaIE，AlexopoulosNG．Currentdistributionandinputimpedanceofprinteddipoles［J］．IEEETrans．AntennasPropagat，JAN19

8、81，AP-29．99-105．［7］NeanEH，TulyathanP．Analysisofmicrostripantennausingmomentmethods［J］．IEEETrans．AntennasPropagat，1982，AP-29．47-53．［8］DeshpandeMD，BailyMC．Inputimpedanceofmicrostripantennas［J］．IEEETrans.AntennasPropagat,1982,AP-30,651-656.