新型人工電磁材料在天線RCS減縮中的應用技術研究.pdf

1、人工電磁材料(Metamaterial)用來描述自然界不存在的、人工制造的、具有周期性結構的復合材料，它具有自然界不存在的超常物理特性，包括結構型吸波材料(RAS)、電磁帶隙結構(EBG)、頻率選擇表面(FSS)以及左手材料(LHM)等。其中，電磁帶隙結構以及頻率選擇表面結構被頻繁的用在天線設計中用來提高天線的性能，而且在目標隱身方面也有很多應用。
　　本文主要研究人工電磁材料（以EBG與FSS結構為主）的天線RCS減縮技術。首先

2、對于普通的EBG結構以及FSS結構，給出其工作的基本原理以及發(fā)展現狀；其次介紹了雷達散射截面的基本定義以及天線散射的基本理論。為后文EBG以及FSS結構的設計以及RCS減縮等方面提供了理論基礎。在此基礎之上，本文包括以下內容：
　　1.首先對影響EBG反射相位帶寬的尺寸參數進行分析，然后根據分析結果，設計出一種圓周排列的EBG結構，并對其結構參數進行優(yōu)化，確定最終尺寸。將其加載于微帶天線上，其對天線RCS的減縮帶寬寬于普通的EBG

3、結構。最后再對這種EBG結構進行優(yōu)化，使其對天線的輻射影響減小，相對于普通的EBG結構，減縮天線RCS的帶寬從1.2GHz增加到2.1GHz。
　　2.設計了一種環(huán)狀阻抗型FSS吸波結構，并對其單元的電磁特性進行了詳細的分析。在此基礎上將該阻抗型FSS吸波結構應用于微帶陣列天線RCS的減縮中。阻抗型FSS結構由周期排列的FSS單元組成，每個單元均由三個阻抗環(huán)構成，陣列天線為2*2的微帶貼片天線陣，并將阻抗性FSS結構排列在陣列天線

4、單元之間。仿真結果表明，該結構可以在6GHz-22GHz頻段內表現出良好的吸波特性。將其加載于微帶陣列天線時，對天線的輻射特性產生的影響較小，且天線的單站RCS減縮效果明顯，最大減縮量可達27dB，實現了寬帶、寬角域的天線RCS減縮。
　　3.FSS結構在天線的RCS減縮方面的應用已經比較成熟，但是一般均用于天線的帶外RCS減縮，對于天線帶內的RCS減縮比較少。本文設計了一種帶通帶阻可重構的FSS結構，可以使FSS結構分時工作于帶