共形阵列天线技术的发展及其应用.docx

TOC \o 1-5 \h \z \o Current Document 引言 ?2? \o Current Document 共形阵列天线的研究及发展历程 ?2? \o Current Document 共形阵列天线的特征以及优缺点 -3 - \o Current Document 共形阵列天线的分类 -4- \o Current Document 共形阵列天线分析方法 -5- 1 电力、表面法 ?6? 1. 1模式法 ?6? 1. 2 积分方程和矢量法 -6 - 1.3时域有限差分法 -6- 1. 4有限元法 -6 - 5.2电大表面法 -6- \o Current Document 共形阵列天线方向图综合 ?7? 6.1形状优化 -8- 2常用的综合方法 -8- 2. 1.环形阵列的傅立叶法 ?8? 2. 2. 口径投影法 -8- 2. 3.交错投影法 -9- 6.2.4自适应阵列法 -9- 2? 5 最力、均方法 LMS(1 east mean square) ?9? \o Current Document 共形阵列天线的研究和应用 ?9? \o Current Document 结语 -10 - \o Current Document 【参考文献】 -10- 共形阵列天线技术的发展及其应用 1.引言 共形天线是一种和物体外形保持一致的天线，它要和事先规定的物理 外形共形。研究共形天线阵列的目的是要建立一种能够和物体结构相融 合，不会带来额外负担的天线，同时在天线集成时，在各类环境下能较少 的被干扰且不易被人眼发现。在现代军事防御系统中要求具有隐形特性。 在IEEE标准定义中(IEEE Stcl 145-1993),给出的关于共形天线的定 义山： 2.74共形天线【共形阵列】：和物体外形保持一致的天线和天线阵， 这里的物体外形是由非电气因素决定的，例如空气动力学因素和流体力学 因素。 严格意义上讲，这个定义也适用与平面阵列，只要这种平面阵列不是有 电气因素决定，不过通常所指的共形阵列天线一般会是圆柱形、球形等。 其辐射单元安装在平滑弯曲的物体表面或集成在物体之中，由几-i-±n分 布在弯曲表面上的单独的天线单元组成。 共形阵列天线是当代天线技术的重要发展之一，对包括雷达、通信、 电子战等领域以及平台设计都将带来深远影响和革新。 共形阵列天线的研究及发展历程 共形阵列的起源至少可以追溯到20世纪30年代，Chireix在1936年 分析了一个排列成圆形的环形偶极子阵列系统⑵。后来，到50年代，出版 了一些关于这个课题的出版物。由于环形阵列具有螺旋对称性，这使其很 有吸引力?适当调整相位可以产生能在360度方位扫描的定向波束。可用于 广播、通信，后来也被用于导航和测向。二战期间徳国研制了被称作 Wullenweber的用于无线电情报收集和测向的高频环形阵列。战后在伊利 诺斯州立大学研制了一个实验用的Wullenweber阵列⑶。在冷战时期其他 国家也建造了许多类似系统，有些被沿用至今。这期间位于圣迭哥的美国 海军电子实验中心做出了大量重要的共形阵列领域研究成果，包括在圆柱 阵列圆锥阵列及其馈电系统的进展。20世纪末人们再次对共形阵列天线的 研究产生兴趣，在从1999年开始每两年在欧洲举办一次的系列共形天线 研讨会吸引了众多天线专家的兴趣。 早期共形阵列天线应用在一些载体的表面上，如导弹蒙皮、RPV (Remote Control Vehicle遥控飞行器)或飞机、火炮弹头或载入运载工具 ±，4,0第一个共形阵天线是使用在圆柱形薄圆筒上的典型的一对卷筒印制 电路缝。为了给出适当的圆弧曲线，使用了两个或更多的缝。 共形阵列天线的特征以及优缺点 为了更清晰的了解共形阵列天线，在这里我们用平面阵列作为比较。 相比平而阵列天线，共形阵列有以下优点⑶： 角度覆盖更宽广； 因为与物体共形所以剖面低，且不影响载体的空气动力学特性； 可用口径增加，可提供窄波，且天线增益较高； 安装天线的自由度更高，雷达散射截面更低； 5 ?节约载体空间。 同时，由于共形阵列天线研究起步相比较平而阵列而言较晚，结构复 杂，分析综合程度较低，因此在工程设计和理论分析上有一些困难I叫 ?共形阵列的天线单元呈非对称分布，单元间多路径耦合，因此共形 阵列的耦合更复杂给计算造成了诸多困难； 2.共形阵列天线各单元指向互不相同，结构复杂，难以在所需角域中 保持相同的极化； 3?共形阵列的各天线单元辐射方向的不同，使得分析计算共形阵列的 方向图是不能使用常用的方向图乘积定理和周期结构理论； 4.阵列馈电系统的设计因共形阵列的曲面结构而变得复杂困难。 共形阵列和平而阵列的详细比较如下表： 表1.平面阵列和共形阵列天线的比较⑴ 平面阵列