微帶天線的數(shù)學建模理論與數(shù)值分析方法研究.pdf

1、現(xiàn)代無線移動通信技術(shù)以及軍事電子對抗技術(shù)的快速發(fā)展，迫切要求民用和軍用通信系統(tǒng)所配備的微帶天線具有寬頻帶或者低RCS等特性，使得高性能的寬頻帶微帶天線以及低RCS微帶天線的研制成為一項緊迫且具有重大理論意義和工程意義的課題。本文密切結(jié)合“十五”國防預(yù)研重點項目“機載導航及電子戰(zhàn)天線RCS減縮控制技術(shù)研究”和“無人機載天線RCS減縮控制技術(shù)研究”以及“電大尺寸目標RCS計算”，著重圍繞平面多層介質(zhì)的微帶天線的快速計算、電大尺寸目標RCS計

2、算、大型微帶陣列天線的快速分析、寬頻帶微帶天線和低RCS微帶天線的分析設(shè)計以及樣機制作等方面展開研究。作者的主要工作和創(chuàng)造性成果可概括為： 1.系統(tǒng)地研究了離散復(fù)鏡像法(DCIM)快速求解平面分層介質(zhì)的空間域格林函數(shù)的基本原理和操作過程。采用有效的方法處理了表面波對求解空間域格林函數(shù)的影響，計算了近區(qū)和遠區(qū)的空間域格林函數(shù)。對離散復(fù)鏡像法中使用的展開函數(shù)和積分路徑做了分析比較，提出了一種合適的展開函數(shù)和積分路徑，能夠快速精確地計

3、算任意平面分層介質(zhì)的空間域格林函數(shù)。 2.研究了基于混合位積分方程的可以精確分析平面多層微帶結(jié)構(gòu)電特性的空間域矩量法。在空間域格林函數(shù)的基礎(chǔ)上，采用基于平面三角形矢量基函數(shù)的空間域矩量法求解混合位積分方程，快速分析了任意形狀的多層微帶貼片天線的電特性。首先分析了微帶貼片的散射特性；然后結(jié)合縫隙電壓源模型，計算了微帶線饋電的微帶天線的特性；最后結(jié)合磁流環(huán)模型，采用附加?；瘮?shù)模擬線面結(jié)合處的電流分布，計算了同軸線饋電的微帶天線的電

4、性能。 3.研究了自適應(yīng)積分方法(AIM)在計算電大尺寸目標的電特性中的應(yīng)用。首先研究了自適應(yīng)積分方法的基本原理和操作過程，并使用該方法快速計算了電大尺寸導體的散射特性，大大減少了傳統(tǒng)矩量法需要的存儲量和計算時間。然后，將自適應(yīng)積分算法與基于混合位積分方程的空間域矩量法相結(jié)合，使用較少的計算機內(nèi)存，快速計算了大型微帶貼片陣列的散射特性和大型微帶陣列天線的輻射特性。 4.研究了寬頻帶微帶天線的設(shè)計和制作。使用多層結(jié)構(gòu)，在饋

5、電探針頂端引入圓形金屬片來抵消饋電探針的感性，有效地增加了微帶天線的工作帶寬。使用這種設(shè)計思路，用矩量法對天線進行細致的調(diào)整，設(shè)計制作了兩副分別工作在740～960MHz和1.813～2.319GHz的頻率范圍的寬頻帶微帶天線。 5.研究了微帶天線的RCS減縮。首先研究了采用在微帶貼片天線上開槽的方法降低微帶天線RCS的機理，采用空間域矩量法分析了不同開槽形式對微帶天線的輻射特性和RCS特性的影響，設(shè)計了一副具有較好的輻射特性和