搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

一种兼具宽带增益改善和宽带、宽角度低雷达散射截面的微带天线

郑月军 高军 曹祥玉 郑秋容 李思佳 李文强 杨群

一种兼具宽带增益改善和宽带、宽角度低雷达散射截面的微带天线

郑月军, 高军, 曹祥玉, 郑秋容, 李思佳, 李文强, 杨群
PDF
导出引用
导出核心图
  • 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 dB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, S22S12S11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 dB, E, H面的半功率波束宽度分别减小16°和50°; 天线的3 dB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 dB以上的减缩, 最大减缩23.08 dB; 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 dB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.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61271100)和陕西省自然科学基础研究计划项目(批准号:2012JM8003)资助的课题.
    [1]

    Guntupalli A B, Wu K 2014 IEEE Anten. Wire. Propag. 13 384

    [2]

    Yeap S B, Chen Z M 2010 IEEE Trans. Anten. Propag. 58 2811

    [3]

    Latif S I, Shafai L, Shafai C 2010 IET Microw. Anten. Propag. 5 402

    [4]

    Prakash P, Abegaonkar M P, Basu A, Koul S K 2013 IEEE Anten. Wire. Propag. 12 1315

    [5]

    Cook B S, Shamim A 2013 IEEE Anten. Wire. Propag. 12 76

    [6]

    Ge Y H, Esselle K P, Bird T S 2012 IEEE Trans. Anten. Propag. 60 743

    [7]

    Yuan Z D, Gao J, Cao X Y, Yang H H, Yang Q, Li W Q, Shang K 2014 Acta Phys. Sin. 63 014102 (in Chinese) [袁子东, 高军, 曹祥玉, 杨欢欢, 杨群, 李文强, 商楷 2014 物理学报 63 014102]

    [8]

    Jiang W, Gong S X, Hong T, Wang X 2010 Acta Electron. Sin. 38 2162 (in Chinese) [姜文, 龚书喜, 洪涛, 王兴 2010 电子学报 38 2162]

    [9]

    Li S J, Gao J, Cao X Y, Li W Q, Zhang Z, Zhang D 2014 J. Appl. Phys. 115 213703

    [10]

    Wang G D, Liu M H, Hu X W, Kong L H, Cheng L L, Chen Z Q 2014 Chin. Phys. B 23 017802

    [11]

    Paquay M, Iriarte J C, Ederra I, Gonzalo R, Maagt P 2007 IEEE Trans. Anten. Propagat. 55 3630

    [12]

    Zhao Y, Cao X Y, Gao J, Li W Q 2014 IEEE Mic. Opt. Tech. Lett. 56 158

    [13]

    Lin B Q, Zhao S H, Wei W, Da X Y, Zheng Q R, Zhang H Y, Zhu M 2014 Chin. Phys. B 23 024201

    [14]

    Genovesi S, Costa F, Monorchio A 2014 IEEE Trans. Antenn. Propag. 62 163

    [15]

    Cheng Y Z, Nie Y, Gong R Z, Wang X 2013 Acta Phys. Sin. 62 044103 (in Chinese) [程用志, 聂彦, 龚荣洲, 王鲜 2013 物理学报 62 044103]

    [16]

    Costa F, Monorchio A 2012 IEEE Trans. Anten. Propag. 60 2740

    [17]

    Pan W B, Huang C, Chen P, Ma X L, Hu C G, Luo X G 2014 IEEE Trans. Anten. Propag. 62 945

    [18]

    Jia H Y, Gao J S, Feng X G 2009 Chin. Phys. B 18 1227

    [19]

    Lu G W, Zhang J, Yang J Y, Zhang T X, Kou Y 2013 Acta Phys. Sin. 62 198401 (in Chinese) [卢戈舞, 张剑, 杨洁颖, 张天翔, 寇元 2013 物理学报 62 198401]

    [20]

    Pirhadi A, Bahrami H, Nasri J 2012 IEEE Trans. Anten. Propag. 60 2101

    [21]

    Wang M, Huang C, Chen P, Wang Y Q, Zhao Z Y, Luo X G 2014 IEEE Anten. Wire. Propag. 13 213

    [22]

    Zuo Y, Shen Z X, Feng Y J 2014 Chin. Phys. B 23 034101

    [23]

    Feresidis A P, Vardaxoglou J C 2001 IEE Proc.-Microw. Anten. Propag. 148 345

  • [1]

    Guntupalli A B, Wu K 2014 IEEE Anten. Wire. Propag. 13 384

    [2]

    Yeap S B, Chen Z M 2010 IEEE Trans. Anten. Propag. 58 2811

    [3]

    Latif S I, Shafai L, Shafai C 2010 IET Microw. Anten. Propag. 5 402

    [4]

    Prakash P, Abegaonkar M P, Basu A, Koul S K 2013 IEEE Anten. Wire. Propag. 12 1315

    [5]

    Cook B S, Shamim A 2013 IEEE Anten. Wire. Propag. 12 76

    [6]

    Ge Y H, Esselle K P, Bird T S 2012 IEEE Trans. Anten. Propag. 60 743

    [7]

    Yuan Z D, Gao J, Cao X Y, Yang H H, Yang Q, Li W Q, Shang K 2014 Acta Phys. Sin. 63 014102 (in Chinese) [袁子东, 高军, 曹祥玉, 杨欢欢, 杨群, 李文强, 商楷 2014 物理学报 63 014102]

    [8]

    Jiang W, Gong S X, Hong T, Wang X 2010 Acta Electron. Sin. 38 2162 (in Chinese) [姜文, 龚书喜, 洪涛, 王兴 2010 电子学报 38 2162]

    [9]

    Li S J, Gao J, Cao X Y, Li W Q, Zhang Z, Zhang D 2014 J. Appl. Phys. 115 213703

    [10]

    Wang G D, Liu M H, Hu X W, Kong L H, Cheng L L, Chen Z Q 2014 Chin. Phys. B 23 017802

    [11]

    Paquay M, Iriarte J C, Ederra I, Gonzalo R, Maagt P 2007 IEEE Trans. Anten. Propagat. 55 3630

    [12]

    Zhao Y, Cao X Y, Gao J, Li W Q 2014 IEEE Mic. Opt. Tech. Lett. 56 158

    [13]

    Lin B Q, Zhao S H, Wei W, Da X Y, Zheng Q R, Zhang H Y, Zhu M 2014 Chin. Phys. B 23 024201

    [14]

    Genovesi S, Costa F, Monorchio A 2014 IEEE Trans. Antenn. Propag. 62 163

    [15]

    Cheng Y Z, Nie Y, Gong R Z, Wang X 2013 Acta Phys. Sin. 62 044103 (in Chinese) [程用志, 聂彦, 龚荣洲, 王鲜 2013 物理学报 62 044103]

    [16]

    Costa F, Monorchio A 2012 IEEE Trans. Anten. Propag. 60 2740

    [17]

    Pan W B, Huang C, Chen P, Ma X L, Hu C G, Luo X G 2014 IEEE Trans. Anten. Propag. 62 945

    [18]

    Jia H Y, Gao J S, Feng X G 2009 Chin. Phys. B 18 1227

    [19]

    Lu G W, Zhang J, Yang J Y, Zhang T X, Kou Y 2013 Acta Phys. Sin. 62 198401 (in Chinese) [卢戈舞, 张剑, 杨洁颖, 张天翔, 寇元 2013 物理学报 62 198401]

    [20]

    Pirhadi A, Bahrami H, Nasri J 2012 IEEE Trans. Anten. Propag. 60 2101

    [21]

    Wang M, Huang C, Chen P, Wang Y Q, Zhao Z Y, Luo X G 2014 IEEE Anten. Wire. Propag. 13 213

    [22]

    Zuo Y, Shen Z X, Feng Y J 2014 Chin. Phys. B 23 034101

    [23]

    Feresidis A P, Vardaxoglou J C 2001 IEE Proc.-Microw. Anten. Propag. 148 345

  • [1] 李唐景, 梁建刚, 李海鹏. 基于单层反射超表面的宽带圆极化高增益天线设计. 物理学报, 2016, 65(10): 104101. doi: 10.7498/aps.65.104101
    [2] 袁子东, 高军, 曹祥玉, 杨欢欢, 杨群, 李文强, 商楷. 一种性能稳定的新型频率选择表面及其微带天线应用. 物理学报, 2014, 63(1): 014102. doi: 10.7498/aps.63.014102
    [3] 郑月军, 高军, 曹祥玉, 李思佳, 杨欢欢, 李文强, 赵一, 刘红喜. 覆盖X和Ku波段的低雷达散射截面人工磁导体反射屏. 物理学报, 2015, 64(2): 024219. doi: 10.7498/aps.64.024219
    [4] 陈巍, 高军, 张广, 曹祥玉, 杨欢欢, 郑月军. 一种编码式宽带多功能反射屏. 物理学报, 2017, 66(6): 064203. doi: 10.7498/aps.66.064203
    [5] 惠忆聪, 王春齐, 黄小忠. 基于电阻型频率选择表面的宽带雷达超材料吸波体设计. 物理学报, 2015, 64(21): 218102. doi: 10.7498/aps.64.218102
    [6] 侯海生, 王光明, 李海鹏, 蔡通, 郭文龙. 超薄宽带平面聚焦超表面及其在高增益天线中的应用. 物理学报, 2016, 65(2): 027701. doi: 10.7498/aps.65.027701
    [7] 赵一, 曹祥玉, 张迪, 姚旭, 李思佳, 杨欢欢, 李文强. 一种兼有高增益和宽带低散射特征的波导缝隙天线设计. 物理学报, 2014, 63(3): 034101. doi: 10.7498/aps.63.034101
    [8] 李唐景, 梁建刚, 李海鹏, 牛雪彬, 刘亚峤. 基于单层线-圆极化转换聚焦超表面的宽带高增益圆极化天线设计. 物理学报, 2017, 66(6): 064102. doi: 10.7498/aps.66.064102
    [9] 刁志辉, 黄文彬, 邓舒鹏, 刘永刚, 彭增辉, 姚丽双, 宣丽. 基于低散射和高增益全息液晶/聚合物光栅的分布反馈式激光器. 物理学报, 2013, 62(3): 034202. doi: 10.7498/aps.62.034202
    [10] 李思佳, 曹祥玉, 高军, 郑秋容, 赵一, 杨群. 低雷达散射截面的超薄宽带完美吸波屏设计研究. 物理学报, 2013, 62(19): 194101. doi: 10.7498/aps.62.194101
    [11] 高劲松, 赵晶丽, 孙连春, 李小秋. 一种适用于雷达罩的频率选择表面新单元研究. 物理学报, 2008, 57(6): 3803-3806. doi: 10.7498/aps.57.3803
    [12] 赵一, 曹祥玉, 高军, 姚旭, 马嘉俊, 李思佳, 杨欢欢. 人工磁导体正交布阵的宽带低雷达截面反射屏. 物理学报, 2013, 62(15): 154204. doi: 10.7498/aps.62.154204
    [13] 杨欢欢, 曹祥玉, 高军, 刘涛, 李思佳, 赵一, 袁子东, 张浩. 基于电磁谐振分离的宽带低雷达截面超材料吸波体. 物理学报, 2013, 62(21): 214101. doi: 10.7498/aps.62.214101
    [14] 张晨, 曹祥玉, 高军, 李思佳, 郑月军. 一种基于共享孔径Fabry-Perot谐振腔结构的宽带高增益磁电偶极子微带天线. 物理学报, 2016, 65(13): 134205. doi: 10.7498/aps.65.134205
    [15] 鲁磊, 屈绍波, 马华, 夏颂, 徐卓, 王甲富, 余斐. 宽带雷达散射截面减缩人工磁导体复合结构. 物理学报, 2013, 62(3): 034206. doi: 10.7498/aps.62.034206
    [16] 梁文耀, 张玉霞, 陈武喝. 低对称性光子晶体超宽带全角自准直传输的机理研究. 物理学报, 2015, 64(6): 064209. doi: 10.7498/aps.64.064209
    [17] 李勇峰, 张介秋, 屈绍波, 王甲富, 吴翔, 徐卓, 张安学. 二维宽带相位梯度超表面设计及实验验证. 物理学报, 2015, 64(9): 094101. doi: 10.7498/aps.64.094101
    [18] 宁仁霞, 鲍婕, 焦铮. 基于石墨烯超表面的宽带电磁诱导透明研究. 物理学报, 2017, 66(10): 100202. doi: 10.7498/aps.66.100202
    [19] 周璐, 赵国忠, 李晓楠. 基于双开口谐振环超表面的宽带太赫兹涡旋光束产生. 物理学报, 2019, 68(10): 108701. doi: 10.7498/aps.68.20182147
    [20] 吕志伟, 林殿阳, 王 超, 王晓慧, 汤秀章, 龚 坤, 单玉生. 宽带KrF激光抽运的受激布里渊散射反射率研究. 物理学报, 2006, 55(3): 1224-1230. doi: 10.7498/aps.55.1224
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  801
  • PDF下载量:  840
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-05-11
  • 修回日期:  2014-06-17
  • 刊出日期:  2014-11-05

一种兼具宽带增益改善和宽带、宽角度低雷达散射截面的微带天线

  • 1. 空军工程大学信息与导航学院, 西安 710077
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61271100)和陕西省自然科学基础研究计划项目(批准号:2012JM8003)资助的课题.

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 dB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, S22S12S11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 dB, E, H面的半功率波束宽度分别减小16°和50°; 天线的3 dB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 dB以上的减缩, 最大减缩23.08 dB; 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 dB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.

English Abstract

参考文献 (23)

目录

    /

    返回文章
    返回