浅谈超短波通信天线隐身技术

本文主要围绕超短波通信天线隐身技术展开探讨,对其电气设计原理和隐身设计原理从理论上进行了说明,在此基础上,用Ansoft HFSS软件设计出一种非常逼真的超短波天线,其有良好的辐射性能和隐身性能,且得出的结论与理论分析相符合。     

宽带隐身天线罩设计

实现通信、侦察、电子对抗功能的天线是飞行器的主要散射来源之一,其隐身性能直接影响飞行器的生存能力。对天线进行保护的天线罩的隐身设计是实现天线良好隐身性能难以避开的难题。为此,设计了一种宽带隐身天线罩。通过采用A夹层结构实现天线罩的宽带透波特性,并进一步通过对天线罩透波区域外形设计实现了天线罩的宽带隐身特性,其雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)在X、Ku频段接近-40 dBsm。该宽带隐身天线罩可用于隐身平台上天线散射特性控制。     

直升机超短波天线装机性能仿真分析

<正>针对直升机超短波通信需求,分析了超短波天线受装机环境的影响。通过仿真与试飞方向图测试数据的对比,验证天线装机性能仿真的准确性。根据仿真分析结果,可准确评估直升机任意机动角度下,天线装机性能是否满足通信距离要求。该分析方法可应用于直升机超短波天线布局设计。机载平台为了实现与各个方向上、多种协同通信目标的超短波通信,通常选用增益较低的全向天线形式的超短波天线。     

封闭式隐身桅杆的初步设计与效果评估

以一个典型的桅杆-天线系统为例,探讨了封闭式隐身桅杆的设计方法,形成了桅杆-天线系统隐身初步设计原则。为了保障电磁收发设备的正常工作,研究了封闭式桅杆上透波窗的设计方法和相应的频率选择表面(FSS:Frequency Selective Surface)技术。对封闭式隐身桅杆方案与普通桅杆的电磁散射性能进行了对比分析。结果表明:封闭式隐身桅杆能在宽广的角域范围内有效降低桅杆-天线系统的雷达散射截面(RCS:Radar Cross Section),大幅度提高桅杆-天线系统的隐身性能。     

等离子体技术在天线隐身中的应用

利用洛沦兹模型来研究等离子体的电磁响应特性。讨论了电磁波频率、等离子体密度和电子碰撞频率对电磁波衰减特性的影响,描述了等离子体的导电性能、反射和吸收电磁波的能力。提出了三种方式实现天线的隐身设计。分别阐述了几种方式实现隐身的原理,并分析了各自的适用范围和优缺点。     

等离子体前馈抛物面隐身天线的一体化设计

研究了等离子体前馈抛物面隐身天线一体化设计的关键性问题。根据单反射面天线的经典理论公式设计了金属前馈抛物面天线和等离子体前馈抛物面天线,并利用CST仿真软件计算了它们的辐射特性,分析了影响等离子体前馈抛物面天线辐射和散射性能的关键参数。仿真表明等离子体抛物面隐身天线具有和金属抛物面天线一样的辐射性能,同时由于等离子体产生和消失的可控性,不工作时就只有介质外壳,具有极低的RCS,其在带内和带外的单站RCS缩减程度和带宽均大于以往相关文献的设计。通过对等离子体反射前馈抛物面天线的研究,为今后进一步实验研究和开发等离子隐身天线奠定了理论基础。     

宽频带小型对数周期天线的设计

对数周期天线是结构简单,性能优良的超宽频带天线。利用一副对数周期天线可以覆盖整个短波波段,广泛应用于短波通信中。在超短波和微波波段,在解决好其纵向长度后,对数周期天线实际应用也很广泛。通过分析对数周期天线的基本原理,利用矩量法（伽略金）对其分析计算,结合工程实际要求,设计出一副在超短波到微波波段符合一定技术指标的小型化对数周期天线。测试结果表明,该天线在设计频带内、增益高、尺寸小、结构简单、符合工程设计要求。     

超短波自跟踪天线和差网络设计

介绍超短波自跟踪天线和差网络的设计及其主要性能，详细地叙述了关键微波部件的设计技术，并给出了馈电系统的测量结果。     

一种分段的超短波对数周期天线设计与实验

超短波的传播方式主要为视距传播,这种传播方式需要天线具有强方向性且有较高的增益。而对数周期天线是一种超宽带、中等增益的天线,非常适用于超短波通信。然而在超短波频段下,常规对数周期天线的长度较长,小型化程度不高。为了实现超短波对数周期天线的小型化,提出一种分段的超短波对数周期天线的设计方案。根据应用需求,在满足天线增益的情况下,采用分段设计缩减天线长度,同时调整集合线之间的夹角,以实现天线的阻抗匹配。经过仿真设计,天线在30～70 MHz频段内典型增益大于8 dBi,天线的长度缩减至7 m。采用基于无人机飞行平台的外场测试系统对天线进行实验测试,测试结果表明,天线在工作频率范围内驻波比小于1.5,测试与仿真的辐射特性基本一致。该天线具有带宽宽、增益高、结构简单等特点,可以满足实际场景中超短波天线的需求。     

等离子智能天线阵列的特性研究

设计了一种等离子半波天线构成的智能天线阵列。通过仿真分析,当选择合适的等离子特征频率和碰撞频率时,等离子天线阵列和金属构成的天线阵列具有相似的辐射特性。但是当等离子体停止激发时,等离子天线阵列有着比金属天线阵列低的RCS值,从而具有隐身的性能。     

一种低剖面阵列天线散射特性研究

宽频带宽角域隐身是下一代隐身飞行器平台的关键特征之一,发展超宽带低剖面高隐身传感器已成为下一代隐身飞行器平台的必然趋势。文章瞄准天线阵列超宽带、轻薄化、高隐身的需求特点,设计了一款低剖面的宽带宽角相控阵隐身阵列天线。采用强互耦超宽带相控阵列技术,使阵列天线具备超宽带轻薄化低剖面特征,并通过宽带宽角阻抗匹配、阵列误差控制等手段缩减阵列天线雷达散射截面。仿真及测试结果表明,该低剖面天线阵列具有优良的宽带宽角辐射特性和低散射特性,基本满足下一代隐身飞行器平台对轻薄化低RCS阵列天线的需求,具有一定的工程应用价值。     

等离子体天线原理与设计

等离子体天线因具有隐身、动态重构、超宽带等优点,可广泛应用于多功能雷达、电子对抗等军事技术领域。等离子体天线主要包括等离子体柱形电介质天线和反射面天线2种形式。基于表面波在等离子体中的传播特性,给出了柱形等离子体天线系统设计;基于等离子体反射电磁波特性,给出了反射面等离子体天线系统设计,为等离子体天线技术趋于实用化提供了必要的理论及技术准备。     

短波天线工程设计实践

短波天线工程是短波收发信台固定台站开设的重要组成部分,对短波通信效能有很重要的影响。因此,论述了短波台站开设的台址选择、天线选择的要素及原则、工程设计依据等,并以某地区短波天线工程设计及实施为实例进行了实践论证,基本把握了短波天线工程设计施工的一般规律,具有一定的代表性。     

一种新的平面椭圆单极子超宽带天线

研究了超宽带天线的设计,提出了一种适合天线特征的设计方法。该文所提出的天线设计,讨论的是超宽带天线的综合特征,主要是基于频域的传递函数对各个参数的测量,即波形相关性、波形宽带拉伸比、波形相对增益。仿真结果表明,天线的整体性能和特征表现均很好,特别是在天线孔径方面有更好的表现。通过对这些参数的测量可定量地描述超宽带的传输性能。     

一种舰载分布式数字阵列雷达系统技术研究

分布式阵列雷达采用多个分布式小孔径子阵,通过相参处理的方式来扩大天线孔径, 提高测角精度与分辨率,增强探测威力,可以为大物理孔径阵列雷达的设计提供更高的自由度。 介绍了一种舰载分布式数字阵列雷达系统,结合 P~L 波段超宽带天线和数字阵列的优点,通过采用分布式阵列体制以及数字阵列信号处理技术,有效增加天线孔径尺寸和信息获取能力,提高雷达的探测性能;采用天线与舰体共形设计,实现舰体与电磁隐身,提升水面舰艇集成一体化设计能力。雷达系统可针对不同舰船平台结构进行孔径重构和优化布阵,具有多功能、多模式、通用性强的优点。     

鱼骨天线集合线建模对计算结果的影响研究

为确保电磁建模的准确性,以有效设计短波全频段性能优越的鱼骨天线,研究了鱼骨天线集合线的建模方式对计算结果的影响。对集合线按等效网络和导线结构两种方式建模,基于Pocklington方程和正弦插值基函数,采用矩量法对实际地面上的短波鱼骨天线进行计算。对两种建模方式计算得到的天线方向图、增益、最大辐射仰角、效率以及阻抗特性进行了比较研究,并分析了集合线对鱼骨天线辐射特性的影响。研究结果表明:在某些情况下集合线的建模方式对计算结果的影响较大,为得到更接近实际情况的计算结果,确保短波全频段鱼骨天线设计的有效性,采用按导线建模的方式更为合适。     

隐蔽通信性能及措施分析

通过对影响隐蔽通信性能的因素的分析,提出了截获距离、LPI品质因数、截获概率的度量方法。并在此基础上,从波形设计、功率控制、天线设计、辐射方向控制等方面,提出了实现隐蔽通信的可选措施,为工程应用提供了一定参考价值。     

一种可实现无盲区通信的短波车载天线

本文对短波通信盲区和短波车载通信使用的天线的原理进行了分析，重点介绍了一种可实现短波无盲区通信的短波车载天线的原理。     

有源隐身技术研究

对有源隐身的概念、技术、分类以及智能材料、等离子体、人为盲区等有源隐身技术的概念和机理进行了介绍,提出了相控阵法实现对消式有源隐身的原理方案,并定义了一种衡量隐身效果的重要参数。