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

谢谢侬 · 发表于 2021-3-3 10:58

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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．

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

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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