基于机电耦合的有源相控阵天线辐射 和散射特性综合优化

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摘 要： 针对有源相控阵天线的雷达散射截面（ＲａｄａｒＣｒｏｓｓＳｅｃｔｉｏｎ，ＲＣＳ）计算复杂、缩减困难，以及 ＲＣＳ与辐射 性能难以兼顾问题，基于阵面结构变形与安装引起的辐射单元位置偏移分析，利用辐射单元相位误差，建立了有源相 控阵天线阵列散射因子 ＲＣＳ的机电耦合模型．并基于该耦合模型，应用粒子群优化算法，优化阵面所有辐射单元的安 装高度，以实现有源相控阵天线辐射性能和散射性能的全优．仿真结果表明，所建立的耦合模型及综合优化方法能够 在保证有源相控阵天线辐射性能的条件下，有效缩减其 ＲＣＳ，具有重要的工程应用价值．
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9 v9 S$ n3 `) t" h' M; c  |% i关键词： 有源相控阵；机电耦合；雷达散射截面；辐射性能；单元位置；相位误差

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. l3 M0 }  i9 M       有源相控阵天线因其可靠性高、功能多、探测和跟踪能力高、隐身 性能好等优势，已经广泛应用于各种雷达系统中［１］．其 辐射场和散射场的分析与计算是天线领域的一类重要 课题．雷达散射截面（ＲａｄａｒＣｒｏｓｓＳｅｃｔｉｏｎ，ＲＣＳ）是表征目 标散射强弱的物理量．天线作为辐射元件的散射机理比 普通目标更为复杂［２］，且其 ＲＣＳ缩减的同时，须满足天 线最基本的辐射性能的要求［３］．所以，天线的雷达散射 截面缩减的核心问题就是如何兼顾天线的辐射性能与 散射性能．国内外学者们至今也没有找到一种理想的途 径，可以在完全不影响天线辐射性能的情况下来显著地 缩减天线 ＲＣＳ［４］．
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雷达散射截面