UC-EBG在微带阵列天线﹢RCS减缩中的应用

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1、·工程应用·航天电子对抗2016年第1期UC‐EBG在微带阵列天线RCS减缩中的应用李振亚，张建华，杨文凯（电子工程学院，安徽合肥２３００３７）摘要：针对微带阵列天线的带内雷达散射截面问题，提出了一种在天线表面加载共面紧凑型光子晶体结构（UC‐EBG），通过散射对消，实现天线雷达散射截面（RCS）减缩的方法。分析了在不同参数下UC‐EBG结构同向反射相位带隙随频率的变化情况。仿真结果表明：加载UC‐EBG结构后，阵列天线各个阵元的回波损耗基本保持不变，天线的增益有所增加，同时天线带内RCS最大减缩达到１８dB。证实了UC‐EBG可以应用于阵列天线的带内隐

2、身。关键词：微带阵列天线；UC‐EBG；RCS中图分类号：TN９７；TN８２２文献标识码：AApplicationofUC‐EBGforRCSreductionofthemicrostriparrayantennaLiZhenya，ZhangJianhua，YangWenkai（ElectronicEngineeringInstitute，Hefei２３００３７，Anhui，China）Abstract：Tosolvetheproblemofmicrostriparrayantennawiththeradarcrosssectionreduction，a

3、nUC‐EBGstructureisdesignedtoloadontheantennasurfacetoreducetheRCSbycancellingoutthereflectionwave．Thereflectionphaseband‐gapchangingwithfrequencyisanalyzedunderdifferentparameters．Thesimulatedresultshowsthatthereturnlossoftheloadedantennaremainsbasicallyunchangedwhileitsgainin‐cr

4、eases．Atthesametime，thelargestreductionofantennain‐bandRCScanreach１８dB，whichprovesthatUC‐EBGcanbeappliedtomicrostriparrayantennatoachievein‐bandstealth．Keywords：microstriparrayantenna；UC‐EBG；RCS高阻抗表面亦称人工磁导体，其特殊结构产生了0引言两种电磁带隙特性：表面波抑制带隙和同相反射相位随着探测和隐身技术的飞速发展，飞行器以及舰带隙。利用其表面波抑制特性提高天线增

5、益、减小互艇等目标的RCS与以前相比下降了１到２个数量级，耦和利用其同向反射相位实现低剖面天线和天线小型加上FSS结构、吸波材料、高阻抗表面等隐身新材料化的研究比较多，但是利用其同向反射相位减小天线的发展以及应用，飞行器等隐身目标自身的RCS已经RCS的研究却相对较少。大多数的研究都是利用蘑变得非常小。对于这些低可见平台，天线的RCS反而菇型EBG结构减缩天线RCS，但用UC‐EBG减缩天显得尤为突出，因此，实现隐身的关键聚焦到了如何减线RCS的却很少。缩天线的RCS上面。由于必须保证自身的辐射性能文献［１～２］利用超材料吸波结构实现了天线的带要求，传统

6、的隐身措施无法直接应用于天线隐身中。内RCS减缩，但是增益仍有一点下降。文献［３～６］研天线的RCS减缩按频带有带内和带外减缩之分，频率究了蘑菇型高阻抗表面在单频、双频和阵列微带天线选择表面雷达天线罩已经可以实现天线带外RCS减RCS减缩中的作用，很好地解决了带内RCS减缩问缩，但在天线工作频带内，RCS减缩变得比较复杂。题。但是蘑菇型EBG结构由于中间有导体柱的存在，制作相对较为复杂。本文利用UC‐EBG结构，只需在收稿日期：2015－11－15；2016－01－05修回。表面印刷，相对简单，将其加载于微带阵列天线，并研作者简介：李振亚（1989－），

7、男，博士研究生，主要研究方向为信究了其在天线RCS减缩中的作用。号与信息处理。—３９—２０１６，３２（１）航天电子对抗1UC‐EBG结构设计设计的UC‐EBG结构示意图如图１所示。其单元宽度a＝１０mm；贴片宽度b＝９．６mm；槽深d＝３mm；金属条带宽度w＝０．４mm；槽宽c＝３mm；基板厚度h＝２mm；介质板为介电常数２．６５的聚四氟乙烯。本文利用HFSS软件的主从边界和Floquetport来分析UC‐EBG同向反射相位随介质厚度、介电常数、槽深、金属条带宽度、单元贴片宽度这５个参数的图４不同槽深d下的反射相位特性变化，如图２所示。这种情况下模拟的

8、是无限周期单元模型。隙随频率变化的曲线如图５所示。可以看到，同向反射频带随着介质