准八木天线的隐身设计

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1、准八木天线的隐身设计由于以上优点，准八木天线的研究一直受到国内外学者的极大关注，很多不同改进形式的准八木天线也见丁．各种文献，这些研究主要集中在对准八木天线的馈电的改进【¨01、带宽和对阵列特性研究等方面。如通过改变准八木天线辐射振子及引向器的形式拓宽天线的带宽【¨。21、改善天线增益及利用准八木天线组阵得到特定辐射性能的阵列天线113‘16】。而针对准八木天线RCS缩减研究方面的文章相对甚少。虽然针对准八木天线的RCS及RCS缩减文章很少，但对其它种类天线RCS及IⅪS缩减研究的文章却相对较多。吕善伟等人，对X波段波导缝隙谐振阵列天线【17】Rcs进行了研究，初

2、步证明这种谐振式阵列大线的结构与模式散射人致相等：LiRuilin等利用阻抗加载和开槽技术设计了实现IKS缩减【埔】的共形天线，特定角度下峰值处RCS缩减达20dB，但在某些频点RCS恶化也比较严重；DavidM．Pozar利用铁氧体材料受控特性设计的天线

3、19】，其RCS改善20dB_40dB，但天线在辐射和散射时铁氧体的控制状态需要改变，两种状态下RCS差距很大，不利于实时工作的天线隐身设计；对微带贴片天线的RCS缩减方法更是常见于各种文献。通过缝隙加载、短路针加载及接地板开缝技术设计的天线[2∞”，将天线接收到的工作频带外的信号能量损耗掉或控制天线谐振模式，

4、可以有效的实现微带贴片天线的峰值RCS缩减，但同时在某些频点Rcs也会严重恶化；分形技术或分形技术与开槽、小型化技术相结创25’271，利用分形结构的频率选择性与其它技术的结合使用，取得了不错的RCS缩减效果，但分形设计比较复杂，加工工艺也相对复杂；其它如利用共面紧凑型电磁带隙结构(uC-EBG)㈣频率选择特性设计的天线，RCS缩减不明显；利用高温超导体在温度变化时电导率的变化‘291设计的微带天线，虽然Rcs缩减明显，但Rcs缩减时需要改变导体的温度才能实现，同样不利于实时工作的天线隐身设计。这些Rcs缩减技术，共同点是针对结构项散射和模式项散射最大方向基本相同

5、的天线目标，而准八木天线的镜面结构与天线的最大辐射方向垂直，如何利用传统RCS缩减方法实现准八木天线单元的雷达截面积的缩减，还需要进一步研究。1．3论文内容安排在对准八木天线的原理、结构、设计方法以及RCS缩减方法和天线阵列进行较为深入的研究工作后，本文后续章节安排如下：第二章设计了一款准八木天线，并对其辐射和散射特性进行研究；第三章通过减小金属地板的面积和构造对消结构两种方法分别设计了两款改进天线，并对这两款天线辐射、散射特性进行分析，经与第_二章设计的天线辐射特性和散射特性进行比较可知，在保证天线的辐射特性前提下，通过减小金属地板的面积和构造无源对消结构设计的

6、天线，实现了准八木天线RCS的显著缩减。2南京航空航天大学全日制专业学位硕士学位论文第四章对天线的阵列辐射特性和散射特性进行研究。利用第三章通过构造对消结构设计的实现RCS缩减的准八木天线，组成16单元菱形天线阵列，经过对天线单元间互耦分析后，对间距为18mm的准八木天线阵列的辐射和散射特性进行了研究。第五章对本文的工作进行了总结，并对今后的工作提出展望。3准八木天线的隐身设计第二章传统准八木天线的辐射和散射特性经过多年的研究改进，准八木天线已经有很多形式可以借鉴。本章通过合理设计天线的馈电【30。”]，给出了一款单引向器和单反射器的准八木天线，并对其辐射和散射特

7、性进行分析。2．1准八木天线结构设计目前，常用的超宽带准八木天线如图2．1所示。从功能上可以将其分为馈电系统和辐射单元两个部分。馈电系统包括传输线h1、h5、h6，阻抗变换器112，功分移相器h3_h4；辐射单元包括半波阵子h7，引向器h8以及由背部截断的地板构成的反射器。由馈线送来的信号经过传输线h1，并经h2阻抗变换后，功分为等幅同相的两路信号。等幅同相的两路信号分别进入移相器的两臂h3．h4，由于移相器短臂波程为^s／2，长臂波程为^s，冈而这两路信号经移相器后转化为等幅反相的差分信号，所以，阻抗变换器h2还起到巴伦的作用。在h5与h6处，实现从微带线到共面

8、带状线的过渡。到达辐射单元——半波振予h7的信号从此处辐射出去。引向器h8和反射器用于增强准八木天线的方向性。根据八木天线反射器设计的条件，反射器(背部截断的地板)与振子的距离n16的长度)大于几s／4。h7h6115}13一h4地112hl图2．1准八木天线示意图及实物图天线基板材料参数如下：相对介电常数为10．2，厚度为0．635mm。天线的宽为13mm，高为16．65mm。当微带线的宽度w与基板厚度h比值不同时，可以通过如一卜^近似公式估算微带线宽度。当、讹≤1时，4南京航空航天人学全日制专业学位硕士学位论文z。=6olnt?+艺训厅s=占，+1+占，二’I

9、【(1+1