摘要：设计了一种非周期排布的低雷达散射截面超表面天线阵列.该阵列由两种天线单元构成,两种天线单元的上层贴片形状相同,正交放置,作为天线单元能以同种极化方式在相同频带下工作,作为超表面单元相互之间能形成180°±37°的有效相位差.阵列在x极化方向与y极化方向上分别利用相位对消与吸波原理减缩雷达散射截面.同时,根据编码超材料理论,使用编程软件将两种单元进行非周期编码,使阵列的反射场呈漫散射状分布,有效降低了其峰值雷达散射截面.仿真结果显示天线阵列的辐射性能良好.与同等大小的金属板相比,在x极化波垂直入射时,设计天线阵列单站雷达散射截面(radar cross section,RCS)的6 dB减缩带宽为4.8—7.4 GHz,相对带宽为42.6%;在y极化波垂直入射时,设计天线阵列单站RCS的6 dB减缩带宽为4.6—7.8 GHz,相对带宽为51.6%.同时,设计天线阵较棋盘式天线阵散射能量分布更加均匀,空间中RCS峰值明显降低.实测结果与仿真结果符合较好.

摘要：设计并制备了一种基于人工磁导体(artificial magnetic conductor,AMC)的覆盖X和Ku波段的宽带低雷达散射截面(radar cross section,RCS)反射屏.将双频带耶路撒冷十字形AMC结构和宽带双金属方形AMC结构复合,通过参数优化,使耶路撒冷十字形结构的反射相位反转频点与方形结构的反射相位零值频点重合或者非常接近,进一步扩宽有效相位差区域,从而拓展RCS减缩带宽.给出了反射能量峰值方位的一般理论计算公式,当入射角度、棋盘单元尺寸和观察频率确定后,可通过公式计算出反射峰的方位.HFSS软件仿真结果与理论计算结果符合较好,验证了理论公式的正确性.同时与等尺寸金属平板相比,在7.4—17.0 GHz频带内,除9.8 GHz附近的少数频点外,天线后向RCS均有-10 d B以上的减缩,基本覆盖X波段和Ku波段,相对带宽为78.7%,在11.6 GHz时,减缩量最大,达到40.3 d B.加工了反射屏实物并进行测试,测试结果与仿真结果基本一致,证实了反射屏具有宽带的低RCS特性.

摘要：设计并制备了一种兼具高增益和低雷达散射截面(radar cross section,RCS)的微带天线,通过给原始微带天线加载双屏频率选择表面(frequency selective surface,FSS)覆层,使其具有宽带的3 d B增益带宽和宽带、宽角度的低RCS特性.该FSS单元的上层是四个开口处都焊有电阻的金属环结构,下层是中间和四边都开缝的金属贴片结构.上层加载的电阻主要用于吸收雷达入射波,减缩天线RCS;下层的贴片和天线地板构成Fabry-Perot谐振腔,提高天线增益.在5.75—11.37 GHz频带内,S22<-10 d B,S12<-10 d B;在11.21—11.54 GHz频带内,S11反射系数相位曲线斜率为正,幅度模值均在0.86以上.实验结果表明:与原始天线相比,在谐振频点11.73 GHz处,天线增益提高3.4 d B,E,H面的半功率波束宽度分别减小16°和50°;天线的3 d B增益带宽为10.00—12.40 GHz,完全覆盖阻抗带宽.在4.10—11.30 GHz频带内,天线法向RCS均有3 d B以上的减缩,最大减缩23.08 d B;4.95 GHz处的单站RCS在-20°—20°的角域、双站RCS在-37°—37°的角域均有3 d B以上的减缩.实验结果证实了该FSS覆层可用于同时改善天线的辐射和散射性能.

摘要：提出一种基于共享孔径技术设计低雷达散射截面(radar cross section,RCS)电磁超构表面天线的新方法.该方法首先设计具有低RCS性能的超构表面,然后借鉴共享孔径技术思想,将超构表面和传统天线的辐射结构直接共享口径紧密排列,得到新型低RCS天线结构,并结合电流分析和局部结构修正,优化天线的辐射性能,最终同时实现天线的良好辐射和宽带低RCS性能.为了阐明该方法,基于极化旋转机理设计了一款低RCS超构表面,采用共享孔径思想和电流分析,得到了一款宽带低RCS超构表面天线,详细分析了该天线的工作机理与性能.结果表明:设计的天线在保证较好辐射的同时,实现了超宽带RCS减缩,提出的设计方法摒弃了从天线到低RCS天线的传统设计思路,通过逆向思维,将散射的优化问题转化为辐射的优化问题,不仅实现了天线与超构表面的一体化设计,还显著地降低了低RCS天线优化设计的难度,加速了天线优化进程.

摘要：结构型雷达吸波材料不仅可以有效吸收雷达波,还能同时承受载荷,在雷达隐身领域具有重要应用.基于超表面的结构型雷达吸波材料可以实现对雷达波近乎“完美”的吸收,且具有结构轻薄的特点,但其限制在于吸波带宽通常较窄.针对该问题,提出一种拓宽超表面吸波体工作带宽的新方法.该方法利用可重构的思想,通过在超表面中混合集成变容二极管和开关二极管,将吸波频率的连续可调与离散搬移有机结合,以此展宽吸波体的有效吸波带宽.基于该方法,设计了一款超宽带可调超表面吸波体,并深入分析了其吸波机理,通过开关二极管和变容二极管工作状态的调节与配合,在4.57-8.51 GHz内实现了高效可调吸波.实测结果验证了该吸波体的低雷达散射截面特性,证实了设计方法的有效性.所提出的宽带可调设计方法简单可行,还可以拓展应用到其他类型的宽带微波器件设计.

摘要：提出一种电磁超构表面与天线一体化设计以实现低散射阵列的新方法.该方法利用传输线将超构表面部分单元串联,并采用同轴馈电激励,以此得到新型天线阵列,该阵列的辐射性能和传统阵列几乎相同;当外来雷达波照射该阵列时,利用超构表面和其周围天线结构散射场的差异,将能量在空间重新分配,从而实现天线工作频带内的雷达散射截面(radar cross section,RCS)减缩.基于该方法,以2×1阵列为例,构建了天线模型,数值分析了其性能,验证了该阵列的良好辐射和低RCS特征,并详细阐述了天线的工作机理,进一步的分析还揭示了超构表面结构对天线辐射和散射性能的影响规律.遵循该规律,可以灵活设计满足需求的天线阵列.该方法不仅简单易行、集成度高,还可以拓展至更大规模的阵列天线设计.

摘要：提出了一种可控的宽带多功能反射屏.通过将射频微机电系统技术与反射屏设计相结合,首先设计了可编码式工作的单元,该单元具有工作频带宽、损耗小、控制简单的特点.由该单元基于不同编码矩阵构成的反射屏可以实现不同的功能.文中展示了多功能反射屏的极化旋转和捷变散射场性能.仿真结果表明:设计的反射屏在8.9—13.2 GHz频段范围内极化转化率高达90%以上,且在8.9—13.1 GHz频段范围内可实现10 d B以上的雷达散射截面减缩.实测结果与仿真结果基本一致.

摘要：根据腔体目标在较大方位角内有较强散射的特点,提出了包覆腔体载体的设计要求。设计了大后掠扁平式后段收尖的载体初步方案。通过头部边缘锐化、头部边缘后掠角增加和对尾部边缘渐变半径处理,获得了符合载体设计期望的"凹坑式"雷达散射截面(RCS)随方位角曲线分布。研究结果显示,在水平极化时,尾部边缘采用渐变半径圆弧过渡曲面可以有效降低边缘散射在入射方向的回波,而在垂直极化时却增强了表面波回波强度。

摘要：提出并设计了一种基于辐射散射一体化技术的4×4低RCS贴片天线阵列,该阵列由2种辐射特性相似、反射相位相差180°的天线单元组成。利用遗传算法优化得到散射场在各方向均匀分布的非周期阵列结构,有效减小了天线阵的峰值RCS。仿真结果表明:天线阵列的增益在16 dBi以上;法线方向x极化波照射时,单站RCS减缩频带为8~15.9 GHz,最大减缩量为17.1 dB;y极化波照射时,单站RCS减缩频带为9.5~16 GHz,最大减缩量为13.1 dB。测试结果与仿真拟合较好。该阵列集超材料和贴片天线于一体,利用天线单元自身相位差有效降低了其RCS值,为降低天线阵列RCS提供了一种新的方法。

摘要：构建精确的目标外形是飞机设计的必要条件。本文给出了凸曲而离散求交的算法，在飞机设计中采用此方法，能够得到机身机翼交线的准确位置。