有源頻率選擇表面天線(xiàn)罩設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、有源頻率選擇表面天線(xiàn)罩繼承了FSS天線(xiàn)罩的優(yōu)點(diǎn)，又可以通過(guò)人為調(diào)控實(shí)現(xiàn)帶內(nèi)隱身，能夠更加適應(yīng)未來(lái)信息戰(zhàn)爭(zhēng)，是天線(xiàn)罩發(fā)展的必然趨勢(shì)。本文基于幾何光學(xué)法和CATIA建模軟件設(shè)計(jì)了Ku、K、Ka多頻段復(fù)合材料天線(xiàn)罩，研究了有源頻率選擇表面的實(shí)現(xiàn)方法，最后對(duì)有源FSS天線(xiàn)罩設(shè)計(jì)進(jìn)行探索性分析與仿真設(shè)計(jì)。主要工作和創(chuàng)新如下：
　　(1)推導(dǎo)了基于四端口網(wǎng)絡(luò)理論的天線(xiàn)罩壁傳輸性能計(jì)算公式，開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的天線(xiàn)罩平板仿真軟件，并用HFSS商業(yè)軟件進(jìn)

2、行了驗(yàn)證。設(shè)計(jì)了一款多頻段A夾層天線(xiàn)罩壁，仿真和測(cè)試結(jié)果在0~45°入射角時(shí)，Ku、K工作頻段內(nèi)透波率均高于85％，Ka工作頻段內(nèi)高于80%。
　　(2)針對(duì)復(fù)雜天線(xiàn)罩結(jié)構(gòu)，成功地引入CATIA建模軟件，將復(fù)雜結(jié)構(gòu)網(wǎng)格建模系統(tǒng)與天線(xiàn)罩計(jì)算方法進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，研發(fā)了基于幾何光學(xué)法的任意結(jié)構(gòu)天線(xiàn)罩電性能計(jì)算軟件。借助于計(jì)算軟件，設(shè)計(jì)了一款低剖面多頻段“動(dòng)中通”天線(xiàn)罩。仿真結(jié)果表明：天線(xiàn)0°~70°俯仰掃描內(nèi)，Ku、K、Ka工作頻段內(nèi)整

3、罩透波率不低于92%。制作了天線(xiàn)罩樣品，并進(jìn)行了外場(chǎng)對(duì)星測(cè)試，測(cè)試結(jié)果與仿真相近。
　　(3)詳細(xì)分析了加載PIN管和變?nèi)荻O管實(shí)現(xiàn)有源FSS諧振特性可調(diào)的原理。進(jìn)一步，設(shè)計(jì)并制作了一款新型組合型有源FSS，通過(guò)改變貼片間PIN二極管偏置條件，實(shí)現(xiàn)頻段諧振可調(diào)，驗(yàn)證了有源FSS可實(shí)現(xiàn)性。
　　(4)結(jié)合具體材料體系將傳統(tǒng)A夾層天線(xiàn)罩壁與有源頻率選擇表面一體化仿真設(shè)計(jì)。通過(guò)控制PIN管工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了天線(xiàn)罩壁帶內(nèi)傳輸系數(shù)可調(diào)。